Ražba důlních děl pomocí trhací práce VY_32_INOVACE_Racek_ 01-3-13-Seismické účinky výbuchu Autor: Mgr. Ing. Ladislav Ráček Tento výukový materiál byl zpracován v rámci projektu EU peníze středním školám - OP VK 1.5. CZ.1.07/1.5.00/34.0195 – Individualizace a inovace výuky

Anotace Tento materiál nás seznamuje s jednotlivými škodlivými seismickými účinky trhací práce. Na příkladu při odpalu v lomu si ukážeme, jaké škody je možno pozorovat na budovách poblíž centra odstřelu.

Seismické účinky Seismické účinky jsou jedním ze závažných škodlivých účinků, kterým může výbuch náloží působit na své bezprostřední okolí. Výbuchem nálože vznikají rázové napěťové vlny, které v blízkosti nálože působí trvalé deformace. K nim dochází tam, kde hodnoty napětí v čele vln překročí mez pevnosti prostředí. Energie rázové vlny v závislosti na vzdálenosti od centra odstřelu postupně klesá, jednak vlivem útlumu a jednak, že působí na stále se zvětšující se ploše. Rázová vlna se tak přeměňuje na vlnu seismickou.

Podélná a příčná vlna Z hlediska posuzování škodlivých seismických účinků mají rozhodující význam vlny objemové – přičemž podélná vlna způsobuje objemové změny a příčná vlna způsobuje tvarovou deformaci. Nebezpečnější vlnou je tedy podélná vlna a jejími parametry jsou: amplituda vlny kmitočet vlnění rychlost kmitání

Výpočet amplitudy Výpočet amplitudy vlnění je většinou matematickou záležitostí – výpočet dle Morise A – amplituda vlny (μm) Q – celková hmotnost nálože (kg) L - seismický paprsek – nejkratší vzdálenost centra výbuchu od objektu (m) k – koeficient závislý na charakteru horniny, ve kterém se seismická vlna šíří a podmínkách výbuchu. Tato hodnota je přímo úměrná na pevnosti horniny a pohybuje se ve velikosti 1200 – 3500.

Amplituda podle Dvořáka Výpočet podle Dvořáka je závislý na mnoha faktorech a koeficientech (8). Koeficient druhu odstřelu – milisekundový nebo délečasovaný Součinitel prostředí, kterým se šíří vlna Součinitel druhu odstřelu – soustředěná nálož, táhlá nálož Součinitel vzájemné polohy centra odstřelu a místa stavby Součinitel těsnění náloží Součinitel vlivu nadloží – hmotnost horniny nad náloží Součinitel upnutí rozpojovaného objektu Součinitel výkonu trhaviny

Výpočet dle ČSN Výpočet dle ČSN 73 0036 „Seismická zatížení staveb“ se vypočte: A - amplituda vlny (m) L - seismický paprsek (m)  - součinitel prostředí mezi místem odstřelu a místem posouzení, nejsou-li známy vlastnosti prostředí, pak považujeme velikost tohoto koeficientu =2000 Q – hmotnost nálože jednoho časového stupně (kg)

Výpočet kmitočtu seismické vlny Výpočet kmitočtu seismické vlny je opět matematickou záležitostí, ale pro hrubý odhad platí toto: Nálož do 1 kg kmitočet 100 Hz Nálož do 10 kg kmitočet 100-20 Hz Nálož do 100 kg kmitočet 50-15 Hz Nálož do 1000 kg kmitočet 30-10 Hz Nálož do 10 000 kg kmitočet 20-5 Hz

Výpočet rychlosti kmitání Výpočet rychlosti kmitání je měřítkem intenzity seismických účinků a kritériem pro posouzení důsledků na ohrožení objektů. Stanovuje se taktéž matematicky podle jednotlivých autorů. nebo v – rychlost kmitání (mm/s) A – amplituda seismické vlny (mm) f – kmitočet seismické vlny (Hz) a – zrychlení (mm/s2)

Předběžný odhad bezpečné vzdálenosti Pro předběžný odhad bezpečné vzdálenosti od centra oddstřelu můžeme použít empirického vztahu L – minimální bezpečná vzdálenost od centra odstřelu (m) Q – hmotnost náloží k- součinitel škod, které nemají vzniknout: - chatrné budovy k=10 - první známky škod k=7 - lehké škody k=4 - vážné škody k=2

Příklad: Budeme posuzovat seismické účinky odstřelu v povrchovém lomu, víme-li, že celková hmotnost trhaviny bude činit 2500 kg a bude rozdělena rovnoměrně do deseti dílčích náloží po 250 kg a každá nálož bude odpalována v následujícím stupni elektrických rozbušek DeM-Al s časováním 23 ms. Stavba bude umístěna 350 m od centra odstřelu.

Stanovení amplitudy Podle Morise Dle ČSN Stanovení kmitočtu Podle tabulky bude celková nálož do hodnoty 10 000 kg a proto kmitočet je v mezích 20 – 5 Hz. Pro výpočet použijeme maximální hodnotu f=20 Hz.

Výpočet rychlosti kmitání podle Morise Může docházet k opadávání omítky a mohou se objevovat první trhliny v cihelném zdivu. Podle ČSN: Mohou se objevit první známky škod – odlupování malby a vznik prvních vlasových trhlin.

Výpočet bezpečné vzdálenosti Budeme-li uvažovat o prvých známkách škod, pak budeme volit hodnotu k=7. Závěr: Podle tohoto výpočtu vidíme, že stavba stojí v bezpečné vzdálenosti.

POUŽITÁ LITERATURA HORKÝ, Jiří a Robert KOŘÍNEK. Návody ke cvičením z předmětu trhací práce a rozpojování hornin. Vyd. 2. Ostrava: Ostrava: ES VŠB, 1981.