Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Безопасность взрывных работ. 2

Балтийский государственный технический

университет «ВОЕНМЕХ»

им. Д.Ф. Устинова

Кафедра Е-3

Средства поражения и боеприпасы

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Безопасность взрывных работ

Группа Е-591

Студент: Иванова О.И.

Преподаватель: Тимофеев Н.М.

Санкт-Петербург

2013 год

Оглавление

Наименование заказчика и исполнителя работ 3
Место проведения работы 4
Цель работы 5
Характеристики взрываемой технологической

металлоконструкции и прилегающей территории 6

Технология обрушения технологической металлоконструкции 9
Транспортировка и доставка ВМ 10
Применяемые ВМ и средства взрывания 11
Расчет зарядов ВМ 14
Конструкция зарядов и схема инициирования 23
Схема взрывной сети 26
Объем взрывания 28
График проведения работ 29
Персонал исполнителей 30
Меры безопасности 31
Литература 52

1. Наименование заказчика и исполнителя работ

Заказчик работ:

Балтийский государственный технический университет

«ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова.

198005 Санкт-Петербург 1-ая Красноармейская, дом 1, кафедра Е-3

Исполнитель работ:

Студент Иванова Ольга Игоревна___________________________________

Специальность 652800 «Оружие и системы вооружения» Гр. Е-591

Курсовой проект по курсу «Безопасность взрывных технологий» выполняется в соответствии с учебным планом специальности 170103 «Средства поражения и боеприпасы»

2. Место проведения работы

Опора технологической металлоконструкции расположена на территории защитных сооружений Санкт-Петербурга (дамбы).

Краткая характеристика места проведения работ:

Ширина дамбы в месте технологической металлоконструкции »119м.
Суммарная длина технологической металлоконструкции =200м.
Подъезды к технологической металлоконструкции имеются.
Прямой доступ людей на технологическую металлоконструкцию не возможен.
На месте проведения работ строительно-монтажные работы не ведутся.
Движение по шоссе Горская-Кронштадт автобуса №510 осуществляется по расписанию (остановки автобуса в районе проектируемых взрывных работ нет).
Движение индивидуального транспорта, автотранспорта строительного управления и городского транспорта осуществляется по мере необходимости.
Судоходство в зоне Финского залива в радиусе 5 км от моста отсутствует.
Расстояние по шоссе от Горской до места проведения взрывных работ составляет 5 км, от места проведения работ до Кронштадта - 8 км, кратчайшее расстояние от места проведения работ до береговой линии острова Котлин - 5,5 км.
Контроль за движением автотранспорта на шоссе Горская-Кронштадт осуществляется на КПП (въезд-выезд на дамбу) и КПП (въезд-выезд в Кронштадт).

3. Цель работы

Целью работы является:

резка взрывом опоры технологической металлоконструкции;
разработка мероприятий по обеспечению безопасности взрывных работ.

4. Характеристики взрываемой технологической металлоконструкции

и прилегающей территории

Технологическая металлоконструкция спроектирована как временное сооружение для монтажных работ при строительстве защитных сооружений Санкт-Петербурга (далее дамбы) и представляет собой стапель с двумя подъездными путями для одностороннего движения автомобилей грузоподъемностью до 40 т марки БЕЛАЗ. Опора удерживает стапель с двумя подъездными путями в исходном состоянии и в случае, ее обрушения происходит гарантированное обрушение всей технологической металлоконструкции с возможностью ее дальнейшей утилизации, традиционными методами (газовая резка). Конструкция опоры представляет собой сварную металлоконструкцию см. (рис.1) сложного профиля ( высота опоры 20 м, размеры А,B,С,D и толщина листов приведены в таблице 1). В качестве основного материала опоры использована сталь (Ст.3).

Характеристики опоры:

1. Масса опоры составляет (из рис.1 и таблицы 1):

V1 = A ∙ δ1∙H = 220∙3,2∙2000 = 1320000 см3

V2 = B ∙ δ2∙H = 190∙3,4∙2000 = 1292000 см3

V3 = C ∙ δ3∙H = 145∙3,5∙2000 = 1015000 см3

V4 = D ∙ δ4∙H = 68∙4,2∙2000 = 571200 см3

V∑ = 4198200 см3

M = V∑ ∙ ρ = 4198200 ∙ 7,8 = 32745960 г = 32,7459 т.

2. Масса стапеля и двух подъездных путей - 3970 т.

Грунт в зоне технологической металлоконструкции представляет собой следующий состав - суглинки, супеси и пески с различным содержанием гальки.

Рис.1 Сечение опоры в зоне резки взрывом.

Таблица 1. – Характеристики листов опоры

Обозначение	Размер (мм)
А	2200
В	1900
С	1450
D	680
δ1	30
δ2	34
δ3	35
δ4	42

5. Технология обрушения технологической металлоконструкции

Работы по обрушению и утилизации технологической металлоконструкции (стапель с двумя подъездными путями) включают в себя два этапа:

подрыв стальной опоры (см. рис.1) в заданном сечении на основании.
разделку стальных металлоконструкций.

Второй этап проводится после обрушения технологической металлоконструкции, при этом отдельные виды взрывных работ выполняются аналогично.

Для подрыва стальной опоры, удерживающей технологическую металлоконструкцию, используется технология изложенная в руководстве по подрывным работам [1]. Место подрыва стальной опоры технологической металлоконструкции определяется заданием на курсовой проект (на основании).

Подготовительные операции перед подрывом стальной опоры технологической металлоконструкции:

- организация рабочего места взрывника для безопасной работы с взрывчатым веществом (ВВ) и средствами инициирования (СИ):

- изготовление и монтаж строительных лесов или временной площадки для работы взрывников;

- изготовление и монтаж полок для размещения зарядов;

- изготовление дощатых накладок и распорок для монтажа зарядов;

- подготовка места для временного хранения ВВ и СИ согласно п. 65 ЕПБВР [2].

6. Транспортировка и доставка ВМ

Транспортировка ВМ осуществляется со склада ВМ БГТУ в специально оборудованном автомобиле марки КАМАЗ 5112 фургон (номерной знак А364УВ - 78rus, свидетельство № 555) по маршруту согласованному в установленном порядке. В процессе работ спецмашина может использоваться в качестве передвижного расходного склада ВМ.

ВМ доставляется к месту проведения взрывных работ по утвержденному маршруту вручную. Доставка зарядов к месту установки производится взрывниками в кассетах или сумках. Доставка средств взрывания осуществляется взрывниками в сумках с мелкими ячейками и мягким покрытием.

7. Применяемые ВМ и средства инициирования

Для производства взрывных работ используются подрывные тротиловые шашки (рис.2):

большая – размерами 50*50*100 мм весом 400 г;
малая – размерами 25*50*100 мм весом 200 г;

Инициирование взрыва осуществляется электродетонаторами ЭД-8 ГОСТ 9089-75 (рис. 4) (ЭД-8-Э или ЭД-8-Ж с длиной концевых проводов 3000 – 3250 мм с медной жилой).

Для электрического взрывания зарядов используются провода для промышленных взрывных работ ГОСТ 6285-74 (Провод ВП 2 Х 0,7 ГОСТ 6285-74).

Подрывная машинка КПМ-1, КПМ-3 или КПВ.

Линейный мост Р-343.

Доставка ВМ к месту проведения взрывных работ осуществляется БГТУ на специально оборудованном автомобиле в установленном порядке. В процессе работ спецмашина используется в качестве расходного склада ВМ на промплощадке.

Сменный расход ВВ составляет 100 (250) кг.

Рис.2 Тротиловые подрывные шашки

а – большая; б – малая; в – буровая; 1 – запальное гнездо

Рис. 4 Электродетонаторы мгновенного действия ЭД – 8Э и ЭД – 8Ж

1 – капсюль-детонатор КД – 8С; 2 – экран; 3 – электровоспламенитель.

8. Расчет зарядов ВМ

В разделе 4 приведены основные характеристики металлоконструкции стальной опоры (см. рис.1 и таблицу № 1) (марка стали и толщины металла).

Для резки стальной опоры технологической металлоконструкции используется методика расчета, которого приводится ниже.

Стальные элементы металлоконструкций (листы, балки, трубы, стержни, тросы и т.д.) режутся контактными наружными зарядами, которые по форме могут быть удлиненными, сосредоточенными и фигурными.

Контактные заряды должны плотно прилегать к срезаемым металлическим элементам. В случае неплотного прилегания зарядов величина воздушного зазора, высота заклепочных головок, толщина сварного шва и т.п. включаются в расчетную толщину срезаемых элементов.

Стальные листы режутся удлиненными зарядами, перекрывающими их по всей ширине (рис.4).

Для резки листов толщиной более 20 мм

масса ВВ берется во столько раз больше- во сколько толщина плиты больше 20 мм

то есть используют следующую формулу:

= Q*b/2*F (1)

где - вес заряда в граммах;

F – площадь поперечного сечения листа по плоскости резки (см2);

из расчета определенной массы Q ВВ в граммах на 1 см2 поперечного сечения плиты

, (2)

где - длина и расчетная толщина листа соответственно (см).

При определении массы ВВ Q (задается руководителем ), а в данном проекте принимается равным 30 грамм.

Рис. 5 Подрыв стального листа удлиненным зарядом.

Дробные размеры толщины листов и дробные числа выражающие количество рядов шашек, округляются до целых значений в сторону увеличения.

Расчет величины заряда.

Рис. 6а

По весу заряда:

= 30*3*3*220 = 59400 г.

– получается 297 МТШ что при количестве шашек в 1 ряду равном 20 составит 14,85.

– выбираем 15 рядов малых шашек.

Количество шашек для подрыва листа:

в 1 ряду 20 шашек, в 17 рядах 300 шашек.

Таким образом, для подрыва можно использовать:

300 малых тротиловых шашек;
150 больших тротиловых шашек, но количество рядов получается не целое (8,5), поэтому большие тротиловые шашки для подрыва этой части сечения использовать не целесообразно, т.к. их придется брать больше (88).

Вес контактного заряда составляет = 60 кг.

Рис.6б

По весу заряда:

= 30*3,4*3,4*190 = 65892 г.

– получается 329,46 МТШ и это будет составлять 17,34 ряда (в 1 ряду 19 шашек).

– выбираем 18 рядов малых шашек.

Количество шашек для подрыва листа:

в 1 ряду 19 шашек, в 18 рядах 342 шашки.

Таким образом, для подрыва можно использовать:

342 малые тротиловые шашки;
171 большая тротиловая шашка.

Вес контактного заряда составляет = 66 кг.

Рис. 6в

По весу заряда:

= 30*3,5*3,5*145 = 53287,5 г.

– получается 266,43 МТШ это 17,762 рядов (в 1ряду 15 шашек).

в 1 ряду 15 шашек, в 18 рядах 270 шашек

Таким образом, для подрыва можно использовать:

270 малых тротиловых шашек;
135 больших тротиловых шашек, но в этом случае так же нецелесообразно их использовать, т.к. количество рядов и шашек придется брать больше.

Вес контактного заряда составляет = 54 кг

Рис. 6г

По весу заряда: = 30*4,2*4,2*68 = 35985,6 г.

– 179,9 МТШ и это будет составлять 22,48 рядов (в 1 ряду 8 шашек).

– выбираем 23 ряда малых шашек.

Количество шашек для подрыва листа:

в 1 ряду 8 шашек, в 23 рядах 184 шашки.

Таким образом, для подрыва можно использовать:

184 малые тротиловые шашки;
92 большие тротиловые шашки.

Вес контактного заряда составляет = 36 кг.

Рис.6 Схемы расположения зарядов.

а).

б)

в).

г).

Выбор количества соединительных шашек (для обеспечения передачи детонации от заряда к заряду).

Для выбора количества соединительных шашек (малых тротиловых шашек) рассмотрим возможный вариант их установки исходя из размеров стальной опоры и установки подрывных зарядов (рис.7).

Рис.7 Схема установки соединительных зарядов.

Устанавливаем одну шашку, которая перекрывает толщину листов 34 мм и перекрывает подрывной заряд на расстояние 70 мм, что обеспечивает передачу детонации от заряда рис.6а к заряду рис.6б.

Устанавливаем одну шашку, которая перекрывает толщину листов 35 мм с правого торца и перекрывает подрывной заряд на расстояние 65 мм, что обеспечивает передачу детонации от заряда рис.6б к заряду рис.6в.

Устанавливаем одну шашку, которая перекрывает толщину листов 35 мм с левого торца и перекрывает подрывной заряд на расстояние 65 мм, что обеспечивает передачу детонации от заряда рис.6в к заряду рис.6г.

Таким образом, для соединения зарядов необходимо установить 1+1+1 =3 шашки.

В результате проведенных расчетов можно определить:

- суммарный вес подрывных зарядов:

- суммарный вес соединительных зарядов:

3* 0,2 = 0,6 кг.

Таким образом, для подрыва стальной опоры технологической металлоконструкции необходим накладной контактный заряд весом 216 кг.

Для проведения взрывных работ необходимо получить со склада ВМ:

либо 548 шт. больших тротиловых шашек и 1096 шт. малых тротиловых шашек;
либо 2192 шт. малых тротиловых шашек.

9. Конструкция зарядов и схема инициирования

Исходя из конструктивных особенностей подрываемой стальной опоры и места подрыва можно, рекомендовать следующую конструкцию для установки, фиксации и крепления зарядов (рис. 8, 9).

– заряд располагается на основании.

На требуемом уровне стальной опоры навариваются кронштейны с длиной горизонтальной полки 300 – 350 мм, для установки деревянного настила (доска сосновая обрезная толщиной 25 мм).

Для установки зарядов в требуемом положении изготавливаются рейки и бруски

25*75*2000 – одна рейка подкладная;
25*100*2400 – одна рейка подкладная;
25*100*1500 – одна рейка подкладная;
25*100*735 – одна рейка подкладная;
25*25*2000 – один брусок;
25*50*1800– один брусок;
25*25*1400 – один брусок;
25*100*2000 – одна рейка прижимная;
25*100*1800 – одна рейка прижимная;
25*100*1400 – одна рейка прижимная;
25*100*700 – рейка прижимная;
25*100*165 – рейка распорная.

а). б).

в). г).

Рис.8 Схема установки и фиксации зарядов:

а) – лист 1 с параметрами А, δ1; б) – лист 2 с параметрами В, δ2;

в) – лист 3 с параметрами C, δ3; г) – лист 4 с параметрами D, δ4;

1 – рейка прижимная; 2 – рейка подкладная; 3 – брусок подкладной;

4 – деревянный настил;

МТШ – малые тротиловые шашки;

БТШ – большие тротиловые шашки.

Рис.9 Схема крепления зарядов на опоре

1 – стяжка (проволока алюминиевая); 2 – рейка распорная.

Подрыв стальной опоры на основании осуществляется следующим образом:

С помощью заряда боевика, состоящего из малой тротиловой шашки и провода для промышленных взрывных работ ВП 2 Х 0,7 ГОСТ 6285-74 рис. 10.

Инициирование провода производится от ЭД-8.

1 2

1 – шашка тротиловая малая; 2 – электродетонатор

Рис. 10 Заряд боевик

10. Схема взрывной сети

При взрывных работах по подрыву стальной опоры технологической металлоконструкции используется схема мгновенного взрывания зарядов, представленная на рис.12. Инициирование заряда боевика (шашка тротиловая малая – провод для промышленных взрывных работ) производится электродетонатором, который устанавливается на конце ДШ. Инициирование заряда боевика (шашка тротиловая малая) производится электродетонатором, который устанавливается в гнездо.

Взрывная сеть монтируется от заряда к источнику питания.

ЭД к ВП крепить шпагатом или лентой.

Рис.12 Схема взрывной сети

11. Объем взрывания

Для срезания стальной опоры технологической металлоконструкции на основании используются:

основной заряд –216 кг;
заряд боевик (шашка малая – 0,2 кг, ВП 2 Х 0,7 ГОСТ 6285-74, ЭД-8).

12. График проведения работ

1. Подрыв стальной опоры технологической металлоконструкции.

1.1. Подготовительные работы

начало – 10.00

окончание – 11.00

Осмотр места проведения взрывных работ.
Проверка исправности монтажной площадки.
Проверка правильности установки площадок для размещения зарядов.
Другие работы по обеспечению безопасных условий труда.

1.1.5. Осмотр укрытия для взрывников.

1.2. Производство взрывных работ

1.2.1. Отключение электроэнергии в зоне 50 м от места проведения взрывных работ

начало – 11.00

окончание – 11.10

1.2.2. Установка, фиксация и крепление зарядов

начало – 11.10

окончание – 12.00

1.2.3. Коммутация взрывной сети

начало – 12.00

окончание – 12.30

1.2.4. Взрывание

время взрыва – 12.45

1.2.5. Восстановительные работы

начало - нет

окончание - нет

13. Персонал исполнителей

Взрывные работы осуществляются сотрудниками БГТУ, имеющими единую книжку взрывника, на основании лицензии на проведение взрывных работ. Руководство взрывными работами возлагается на сотрудника БГТУ, имеющего единую книжку взрывника и права руководства взрывными работами, который утверждается приказом по БГТУ.

Для вспомогательных работ на промплощадке, не связанных с непосредственным производством взрывных работ могут привлекаться сотрудники БГТУ и работники СМУ прошедшие специальный инструктаж и ознакомленные с настоящим проектом.

14. Меры безопасности

14.1. Радиус опасной зоны

14.1.1. Расчет безопасных расстояний по действию

воздушной ударной волны на человека

Максимальная масса одновременно взрываемых зарядов по проекту составляет

185,2 кг.

Расчет безопасного расстояния по действию взрыва на человека находящегося вне укрытия рассчитывается по формуле ЕПБВР[2]:

, (5)

где ;

max - суммарный вес зарядов, кг;

G и Gт - удельная энергия взрыва ВВ - тротил ( Gт=4230 кДж/кг).

При проведении взрывных работ используется заряд из тротиловых шашек .

Степень повреждения 2 (случайные повреждения застекления).

Безопасное расстояние по действию ВУВ на человека в укрытии (блиндаже) составляет:

Степень повреждения 1 (отсутствие повреждений).

Безопасное расстояние по действию ВУВ на человека в укрытии (блиндаже) составляет:

Расчет безопасного расстояния по действию взрыва на человека находящегося вне укрытия рассчитывается по формуле РТМ 36.9-88 [2]:

Степень повреждений (случайные повреждения застекления).

, (6)

Безопасное расстояние по действию ВУВ на человека в укрытии (блиндаже) составляет:

Сравним полученные безопасные расстояния с результатами расчетов полученных с помощью формул М.А. Садовского.

(Па);

(с);

(Па ∙ с);

где k = k1+ k2+ k3+ k4

k1– учитывает вид взрыва ( k1 = 1 – для воздушного взрыва);

k2 = 1– тротиловый эквивалент;

k3 = (1,9∙α + 0,3), α – коэффициент наполнения; при α > 0,35, k3 = 1;

k4 – коэффициент влияния поверхности (для стальных листов k4 = 1)

Таблица 2. – Результаты расчетов по зависимостям М.А.Садовского

Анализ полученных результатов показывает:

Взрыв воздушный

Избыточное давление на уровне 500 Па (допустимые значения по разрушению застекления) реализуются на расстоянии ~620м.

Сведем полученные результаты в таблицу.

Таблица 3. – Результаты расчета безопасного расстояния по действию ВУВ

Методика расчета и степень безопасности

Безопасный радиус

(без укрытия), м

Безопасный радиус

(в укрытии), м

ЕПБВР Степень повреждения 1

ЕПБВР Степень повреждения 2

РТМ 36.9 – 88

Формулы М.А. Садовского

(взрыв воздушный)

– застекление

– человек

300 – 900

60 – 180

955,3

960

640

200 – 600

40 – 120

636,86

Анализируя полученные результаты значений безопасных радиусов по различным методикам расчета (при степени повреждения – отсутствие повреждений или частичные повреждения застекления) принимаем за безопасный радиус 960 метров.

14.1.2. Расчет сейсмически безопасных расстояний

Расчет сейсмобезопасных расстояний при взрывном обрушении опоры технологической металлоконструкции выполнен на основании рекомендаций методики [3] и "Инструкции по определению безопасных расстояний при взрывных работах и хранении ВМ" ЕПБВР [2].