Подпор воздуха в зоны безопасности мгн: Подпор в зоны безопасности МГН — производитель оборудования ТДС-Прибор

Подпор в зоны безопасности МГН — производитель оборудования ТДС-Прибор

Проект «Доступная среда» для маломобильных групп населения – это создание условий для свободного передвижения и получения всех необходимых услуг для  всех групп населения вне зависимости положения в котором оказался гражданин. В число специальных условий для маломобильного населения входит обеспечение общественных мест пандусами, подъемниками, лестницами, поручнями. К данной группе относится также оборудование для безопасной эксплуатирования на время чрезвычайных ситуаций зданий и сооружений. Согласно п 7.15 г) СП 7.13130 зоны  МГН и пути эвакуации должны быть обеспечены системами поддержания жизнедеятельности человека а именно системой подпора теплого воздуха и системой создания избыточного давления при открытой двери в зоне МГН для предотвращения попадания в нее дыма.

Компания ООО «ТДС Прибор» разрабатывает Шкафы и щиты управления для управления системами в зонах безопасности для малоподвижных групп населения.

Так же возможно производство шкафов управления с расширенным функционалом  под любые задачи по техническому заданию заказчика.

Маломобильные группы населения

Маломобильные группы населения (МГН) – это люди, которые испытывают трудности при самостоятельном передвижении, получении информации и услуг, при ориентировании в пространстве. Обыкновенные лестничные ступени, тротуарные бордюры являются для них настоящим препятствием, тогда как остальные люди даже не обращают на них внимания. Именно по этой причине вопросу доступной среды уделяется так много внимания.

К маломобильным группам относятся:

• Инвалиды.
• Граждане, возраст которых достигает 60 и более лет.
• Временно нетрудоспособные.
• Беременные женщины.
• Люди с детскими колясками.
• Дети дошкольного возраста.
• Люди с тяжелой поклажей, тележками.

Места расположения зон безопасности для маломобильных групп населения

Безопасные зоны для МГН, оснащенные противопожарными устройствами в обязательном порядке следует проектировать:

• В помещениях, имеющих выходы в незадымляемую лестничную клетку.
• На расстоянии, не превышающем 15 м от незадымляемых лестничных клеток, лифтов для инвалидов (согласно ч.15 ст.89 №123-ФЗ вблизи (на этаже) должен быть лифт для транспортирования пожарных подразделений).
• В холлах лифтов (также должен быть лифт согласно ч.15 ст. 89 №123-ФЗ).
• В холлах лифтов для транспортирования пожарных подразделений.
• На площадках лестничных клеток типа Н1 (в Н1 без подпора воздуха по п.7.14 СП 7.13130), Н2 и Н3 (в тамбуре ЛК типа Н3).

Допускается проектировать зоны безопасности для МГН:

• В помещении туалета, оборудованного для МГН (кроме зон согласно СП 59.13330.2012 по СП 59.13330.2016).
• Безопасная зона в смежном пожарном отсеке (в рамках СТУ, с учетом расчета пожарного риска и плана тушения пожара).
• Безопасная зона на эксплуатируемой кровле, открытом балконе, лоджии, веранде или галерее (в рамках СТУ, с учетом расчета пожарного риска и плана тушения пожара).

Безопасная зона для малогабаритных групп населения – это, прежде всего, зона, в которой люди защищены от воздействия пожара, либо же это воздействие является минимальным и не превышает допустимых значений (согласно  п. п. 2, ст.2 №123-ФЗ). Поэтому такие зоны должны быть оснащены надежными шкафами управления подпора воздуха.

Приборы для управления подпором воздуха

Для контроля за подачей воздуха в зону безопасности для маломобильных групп населения используются специальные шкафы управления вентиляторами калориферами . Данные приборы являются одной из основных составляющих частей системы противодымной защиты, которыми должны быть оснащены помещения безопасных зон. В сочетании с исполнительными механизмами и пожарной автоматикой по обнаружению возгораний и формированию экстренных сигналов шкафы управления обеспечивают надежную защиту на путях эвакуации.

Система подпора в безопасных зонах должна быть обеспечена профессиональными решениями на стадии проектирования  Данную задачу выполняют щиты управления вентиляцией систем дымоудаления и подпора воздуха. Шкафы обеспечивают не только индикацию и диспетчеризацию вентилятора и вспомогательных приводов , но и регулирование клапанов и других подсистем согласно зонам, по которым пришел сигнал о пожаре.

 

Так же щиты могут быть оснащены дополнительными опциями пожарной безопасности. Для этого их изготавливают по индивидуальному заказу. Исполнительные механизмы и автоматические датчики пожара могут быть расположены:

• На лестничных клетках.
• В лифтовых холлах.
• В тамбурах и коридорах.

Режимы работы шкафа управления подпором воздуха для безопасной зоны:

• Автоматический – включение вентилятора происходит по сигналу от системы автоматической пожарной сигнализации (ППУ) или с диспетчерского пульта.
• Ручной. Переключатель расположен на дверце шкафа управления.
• Отключенный.

Особенности функционирования шкафов управления дымоудалением и подпором воздуха

• В щитах могут быть использованы различные источники электроснабжения вентилятора и калорифера.
• Силовая цепь прибора обычно оснащается автоматическим выключателем или плавкой вставкой и контактором для обеспечения необходимой мощностью всех управляющих аппаратов .
• В некоторых щитах возникает потребность продува калорифера в течение 3-5 минут после выключения тэнов.
• Во всех приборах установлен датчик контроля температуры (термостат).

Опираясь на опыт решения технических заданий, мы разрабатываем шкафы управления вентилятором и электрокалорифером, которые способны решить все необходимые задачи в зоне безопасности.

Так, может быть использована одна из логик управления:

• Сигнальная – рабочий режим начинается после подачи сигнала «Пуск».
• Командная – кратковременная команда «Пуск». При этом шкаф и оборудование переводятся в дежурный режим. Команда подается либо с панели управления шкафа, либо отдельной командой «Стоп».
• Задержка отключения вентилятора для продува электрокалорифера.

Способы управления шкафом в зоне безопасности могут быть следующими:

• Напряжением 24В (по заказу возможно другое напряжение) или сухими контактами с контролем цепей управления на обрыв и короткое замыкание.
• Сухими контактами без контроля цепи, для непожарных задач или при контроле ЦКПИ подачи сухого контакта от ППКП.

Основные функции щитов управления подпором воздуха

Щит для зоны безопасности включает в себя силовую часть, функции управления и контроля:

• Ручное (тестовое) и дистанционное (автоматическое) управление системой.
• Прием сигнала от автоматической пожарной сигнализации (АПС) («сухой контакт» – по умолчанию) (дополнительно, возможные сигналы от АПС: 12В или 24В — по заказу).
• Автоматическое срабатывание системы при получении сигнала от пожарной сигнализации.
• Включение вентилятора и управление клапанами дымоудаления НЗ с реверсивным приводом  в автоматическом  режиме (по сигналу АПС).
• Индикация включения и аварии для каждого вентилятора, которая расположена на передней панели щита.
• Контроль положения клапана. Определяется по световой индикации на фронтальной панели (привод клапана с дополнительными контактами).
• Внешняя сигнализация «сухой контакт» — «Автоматика включена».
• Внешняя сигнализация «сухой контакт» — «Питание в норме» (замыкается при исправности питающей сети).
• Внешняя сигнализация «сухой контакт» — «Работа» (замыкается при работе вентилятора).
• Внешняя сигнализация «сухой контакт» — «Неисправность» (замыкается при неисправности).
• Обеспечение защиты от коротких замыканий в электросетях.
• Контроль питающего напряжения (перекос фаз, обрыв фаз, напряжение питания).
• Световая индикация на передней панели шкафа: «Сеть», Пожар», «Работа», «Неисправность», «Клапан открыт», «Клапан закрыт».
• Переключатель «АВТО /0/ РУчной».

Специальные возможности шкафов управления, внедряемые по индивидуальному заказу

• Выбор сигнала от АПС: сигнал 12В, 220В или сигнал 24В (в стандартной версии щита это24В).
• Встроенный в шкаф АВР (автоматический ввод резерва питания), предназначенный для обеспечения требований электропитания по 1й категории, согласно ГОСТ Р 53325-2012.
• Подключение двигателя по схеме «звезда»/«треугольник», что обеспечивает плавность пуска.
• Управление по нескольким дымовым зонам (группам зон задымления).
• Запуск системы от кнопок, размещённых на этажах.
• Управление группой огнезадерживающих клапанов
• Отправка сигнала на АПС о положении заслонок клапана. Используются «сухие контакты»: «Клапан открыт», «Клапан закрыт».
• Подключение вентилятора через преобразователь частоты FC101 (FC102) (ПЧ) с пожарным режимом.
• Управление вентилятором дымоудаления и подпора воздуха с обеспечением задержки запуска подпора относительно дымоудаления на 20-30 секунд (настраиваемая установка).
• Управление группой вентиляторов дымоудаления / подпора воздуха.
• Задержка по времени включения вентиляторов для открытия клапанов (настраиваемая установка).
• Поддержание температуры приточного воздуха на заданном уровне (управление электрическим калорифером). Эта функция необходима для обеспечения подпора воздуха в зоны безопасности для маломобильных групп населения.
• Обеспечение необходимого микроклимата щита (подогрев или охлаждение).
• Подключение саморегулирующего кабеля подогрева клапана.

Подробное описание шкафов управления дымоудалением и подпором воздуха для безопасной зоны, Вы можете получить на нашем сайте, а также заказать файлы с характеристиками продукции по почте [email protected] или позвонив по телефону 8 (812) 309-47-72.

ШУПВ1/1-Х/Х-ЭК Шкафы управления вентилятором и электрокалорифером для зон МГН 380В (с датчиком температуры в комплекте)

ШУПВ1/1-Х/Х-ЭК Шкафы управления двумя вентиляторами и электрокалорифером для зон МГН 380В (с датчиком температуры в комплекте)

Преимущества сотрудничества с ООО «ТДС Прибор»

• Мы предоставляем выгодные цены и разные варианты оплаты.
• Короткие сроки изготовления продукции. Мы собираем оборудование в срок от 5 дней . Мы гарантируем соблюдение периода изготовления, так как имеем в наличии запасы комплектующих деталей и применяем для производства новейшие технологии и приборы собственного производства.
• Инженеры и специалисты нашей компании обладают большим практическим опытом работы, а также регулярно проходят обучение и повышение квалификации. Это позволяет нам производить продукцию высшего качества и уровня надежности.
• Мы оказываем техническую поддержку клиентам: помогаем с проектированием, монтажом, запуском и эксплуатацией оборудования.
• Изготавливаем оборудование по индивидуальным заказам, можем удовлетворить любые Ваши требования не конфликтующие м нормами и правилами распространенными на территории РФ.

На нашем сайте Вы можете оставить заявку на расчет стоимости изделия, обратившись за консультацией специалиста.

9.2. Требования к пожаробезопасным зонам \ КонсультантПлюс

9.2. Требования к пожаробезопасным зонам

9.2.1. Пожаробезопасные зоны могут предусматриваться следующих типов:

1 тип: помещение, выделенное конструкциями с нормируемым пределом огнестойкости, с подпором воздуха при пожаре непосредственно в помещение, либо в тамбур-шлюз на входе в указанное помещение, либо отделенное воздушной зоной, размещенной перед входом в указанное помещение;

2 тип: зона, расположенная на эксплуатируемой кровле, открытом балконе, лоджии, веранде или галерее;

3 тип: пожарный отсек или пожарная секция, имеющие самостоятельные эвакуационные пути, выделенные противопожарными преградами с нормируемым пределом огнестойкости, обеспечивающими защиту людей от опасных факторов пожара во время пожара;

4 тип: лестничная клетка.

9.2.2. Пожаробезопасные зоны 1-го типа могут предусматриваться:

в отдельных помещениях;

в лифтовых холлах.

Пожаробезопасная зона должна выделяться строительными конструкциями с пределами огнестойкости, соответствующими пределам огнестойкости внутренних стен лестничных клеток для зданий соответствующей степени огнестойкости. Допускается:

не предусматривать предел огнестойкости для указанных конструкций по признаку R в случае, если они не являются несущими. При этом конструкции, на которые они опираются, должны иметь соответствующий предел огнестойкости;

в случае расположения пожаробезопасной зоны смежно с эвакуационной лестничной клеткой предусматривать их разделение противопожарной перегородкой 1-го типа. При этом предел огнестойкости остальных конструкций пожаробезопасной зоны должен выполняться в том числе по признаку R.

Ширина глухого простенка между окном помещения пожаробезопасной зоны и окнами смежных помещений должна предусматриваться не менее 2 м, за исключением окон лестничных клеток, коридоров, вестибюлей, холлов и фойе. Под помещениями пожаробезопасных зон и над указанными помещениями не допускается размещать помещения иного функционального назначения.

Предел огнестойкости дверей пожаробезопасной зоны должен предусматриваться не менее EI 60, в зданиях IV степени огнестойкости – EI 45.

Подпор воздуха при пожаре в помещение пожаробезопасной зоны должен быть предусмотрен в соответствии с требованиями нормативных документов по пожарной безопасности. Подачу наружного воздуха непосредственно в помещения пожаробезопасных зон или в тамбур-шлюзы на входах в такие помещения следует предусматривать на этаже здания, где возник пожар. Выходы в указанные помещения не могут быть выполнены непосредственно из объемов атриумов и пассажей зданий. Расход наружного воздуха, подаваемого непосредственно в защищаемое помещение пожаробезопасной зоны, в том числе при его открытых дверях и с подогревом при закрытых дверях, а также величину избыточного давления в таком помещении при закрытых дверях следует определять и поддерживать согласно установленным требованиям СП 7. 13130. Расход наружного воздуха, подаваемого в тамбур-шлюз на входе в такое помещение, должен быть не менее требуемого для тамбур-шлюзов незадымляемых лестничных клеток типа Н3 по СП 7.13130. При этом подача наружного воздуха с подогревом непосредственно в помещение пожаробезопасной зоны не требуется.

При размещении пожаробезопасной зоны в лифтовом холле лифты должны соответствовать требованиям, предъявляемым к лифтам для транспортировки подразделений пожарной охраны. При возможности нахождения в пожаробезопасной зоне МГН, относящихся к группе М4, указанные лифты также должны быть приспособлены для использования группами населения с ограниченными возможностями.

При размещении пожаробезопасной зоны в отдельном помещении должен быть предусмотрен один из следующих вариантов выхода из указанного помещения или любая комбинация таких вариантов:

в лифтовой холл, отвечающий требованиям настоящего пункта, непосредственно, через коридор или воздушную зону;

на эвакуационную лестничную клетку непосредственно, через коридор или воздушную зону. При отсутствии противодымной защиты лестничной клетки на входе в нее на каждом из этажей следует предусматривать тамбуры с противопожарными дверями с пределом огнестойкости не ниже EI 30, за исключением случая, когда вход в лестничную клетку осуществляется через воздушную зону;

на лестницу 3-го типа непосредственно или через коридор. При этом такие лестницы допускается использовать для пожаробезопасных зон, размещенных не выше 5-го этажа, а ширина указанной лестницы должна предусматриваться не менее 1,5 м.

Коридор, о котором идет речь в рассматриваемых вариантах, должен отделяться от остальных частей здания конструкциями с пределом огнестойкости, соответствующим пределу огнестойкости конструкций пожаробезопасных зон. В указанный коридор не допускается предусматривать выходы из иных помещений.

9.2.3. Для пожаробезопасных зон 2-го типа должна быть обеспечена их незадымляемость. Выход в указанную зону для зданий общественного и производственного назначения должен осуществляться через тамбур-шлюз 1-го типа с подпором воздуха при пожаре (в зданиях с системой противодымной защиты), либо через тамбур аналогичного конструктивного исполнения (в зданиях без указанной системы). Наружные стены в местах примыкания пожаробезопасной зоны должны предусматриваться без иных проемов, за исключением проемов эвакуационной лестничной клетки.

9.2.4. Пожаробезопасные зоны следует предусматривать на всех этажах здания, куда обеспечивается доступ МГН группы М4, если их эвакуация за пределы здания не обеспечена иным способом (наличие пандуса, выход непосредственно наружу).

9.2.5. Площадь пожаробезопасной зоны должна быть предусмотрена исходя из максимального количества людей, относящихся к МГН, для которых предусмотрена указанная зона, при условии возможности маневрирования. Площади горизонтальных проекций людей, относящихся к МГН различных групп, следует принимать в соответствии с [2].

9.2.6. Тип используемой пожаробезопасной зоны для зданий конкретной функциональной пожарной опасности не ограничивается, за исключением пожаробезопасных зон 4-го типа, использование которых допускается только в зданиях класса Ф1.3, при обеспечении нормативного значения параметров эвакуационных путей и выходов с учетом размещения МГН на площадках лестничной клетки.

Осведомленность о СВУ: Зона взрыва. В этом дополнении к моему предыдущему… | от HS Vortex | Национальная безопасность

Опубликовано в

·

Чтение: 5 мин.

·

30 ноября 2015 г.

, я освещаю основы того, что каждый первый Ответчик должен знать о зоне вокруг бомбы, которая пострадала от взрыва. Этот район известен как взрывная зона .

Многие лишь ошибочно обеспокоены осколками, теми маленькими твердыми осколками бомбы, которые расходятся из эпицентра взрыва и могут убить или покалечить. Тем не менее, есть гораздо больше, о чем нужно беспокоиться. Многие травмы и смерти, связанные с бомбардировками, являются результатом действия других сил в зоне взрыва. Конечно, шрапнель представляет большую опасность, так как она может перемещаться на большие расстояния с очень высокой скоростью. Но необходимо учитывать и другие силы в зоне взрыва, а именно нагрев и избыточное давление .

Одной из характеристик взрывчатых веществ является то, что они мгновенно выделяют большое количество энергии. Физика сообщает нам каждый раз, когда это происходит; огромное количество тепла генерируется и излучается наружу от взрыва. Вот почему детонация всегда сопровождается вспышкой света, явным признаком быстрого выброса энергии. Тепло от этого выброса энергии может достигать тысячи градусов и может привести к серьезным травмам и смерти любого человека в зоне взрыва. Вторичным эффектом таких взрывов является воспламенение легковоспламеняющихся материалов в этом районе. Таким образом, лица, оказывающие первую помощь, не только немедленно занимаются пострадавшими, им часто приходится бороться с возникшими пожарами.

Пример выделения тепла в виде света. Ударная волна видна как полупрозрачный контур вокруг результирующего света.

Избыточное давление — невидимая сила, исходящая от взрыва. Законы физики также говорят нам, что когда что-то нагревается, оно расширяется. То же самое относится и к воздуху в зоне взрыва. Это расширение воздуха исходит от взрыва с огромной скоростью. Передний край этого движения воздуха называется ударной волной . Когда ударная волна проходит мимо, она создает чрезвычайно быстрое увеличение атмосферного давления. Если оно достаточно большое, это избыточное давление может разрушить стены или здания, не способные противостоять такому давлению. По данным Министерства обороны, даже избыточное давление в 1 фунт на квадратный дюйм может разбить окна. Когда людей поражает ударная волна, внезапное повышение давления воздуха может не только сбить их с ног, но и вызвать массивные внутренние повреждения. Даже небольшое избыточное давление на 5 фунтов на квадратный дюйм может привести к разрыву барабанных перепонок, а увеличение на 15 фунтов на квадратный дюйм начнет вызывать повреждение легких. Было показано, что избыточное давление в 35–45 фунтов на квадратный дюйм вызывает смерть 1% людей, а избыточное давление в пределах 55–65 фунтов на квадратный дюйм приводит к летальному исходу в 9 случаях.9% людей.

Другим явлением, связанным с избыточным давлением, является то, что происходит, когда нормальное давление воздуха возвращается в зону взрыва. После того, как взрывная волна распространяется от взрыва, она оставляет пустоту в воздушном давлении. Поскольку давление воздуха быстро возвращается к норме, оно вызывает обратную волну давления, которая может вызвать дополнительные вторичные эффекты взрыва. По мере того, как волна давления движется назад, она может перетаскивать предметы, такие как битое стекло и другой мусор, к эпицентру взрыва, вызывая дальнейшие травмы и повреждения. Этот процесс сброса избыточного давления и последующего возвращения к нормальному давлению воздуха в зоне взрыва часто занимает всего доли секунды.

Следует отметить, что эффекты взрыва, происходящие в закрытых помещениях, например, в здании или автобусе, значительно усиливаются из-за эффектов локализации. Такие объекты, как стены или кумулятивные заряды, которые направляют взрывные волны, также могут увеличить смертоносность и потенциал повреждения СВУ.

То, насколько безопасно можно находиться рядом со взрывом, зависит от многих факторов. Количество и тип используемого заряда взрывчатого вещества, состав осколков и влияние избыточного давления — все это учитывается в уравнении. В приведенной ниже таблице Министерства внутренней безопасности представлены некоторые общие рекомендации по расстоянию эвакуации для различных типов СВУ.

Расстояния в приведенной выше таблице являются рекомендуемыми минимальными расстояниями. Можно разумно заявить, что необходимо удалиться как можно дальше от любого потенциального СВУ. Хорошее эмпирическое правило состоит в том, что если вы видите бомбу, то бомба может видеть вас. Не оставайтесь на месте, думая, что вы можете стать свидетелем крутого взрыва, а затем вовремя уклониться, чтобы избежать травм. Скорость взрыва некоторых соединений измеряется тысячами футов в секунду. Вы никак не могли отреагировать достаточно быстро. Если шрапнель не калечит и не убивает вас, это может сделать избыточное давление.

В этой статье представлена ​​только самая основная информация о зоне взрыва. В Интернете и в вашей местной библиотеке имеется ряд ресурсов, которые предоставляют информацию о СВУ и зонах взрыва. Департамент внутренней безопасности — отличный онлайн-ресурс для получения дополнительной информации. Вы можете перейти по этой ссылке на веб-сайт Управления по предотвращению бомбардировок: http://www.dhs.gov/obp для получения дополнительной информации.

Лучшим ресурсом, с которым я столкнулся для служб экстренного реагирования, является курс «Реагирование на инциденты с террористическими бомбами» (IRTB), предлагаемый Министерством внутренней безопасности через Институт горного дела и технологий Нью-Мексико в Сокорро, штат Нью-Мексико. Курс IRTB предлагается бесплатно, включая проезд, федеральным правительством. Он предлагает интенсивные занятия в классе и живые демонстрации различных взрывчатых веществ. Для получения дополнительной информации перейдите по этой ссылке http://www.emrtc.nmt.edu/training/irtb.php. Вы также можете связаться с государственным контактным лицом (SPOC) в вашем соответствующем штате, который может предоставить вам информацию и заявку, необходимые для регистрации и участия в обучении. Вы можете найти соответствующий SPOC, перейдя по этой ссылке http://www.emrtc.nmt.edu/training/statepoc.php.

Роберт Леверон является автором сайта Homeland Security (HS) Vortex, платформы, на которой инсайдеры из области политики, правоохранительных органов, пожарной службы и управления чрезвычайными ситуациями собираются для обсуждения вопросов, связанных с национальной безопасностью.

Подписывайтесь на HS Vortex в Twitter и Facebook

Избыточное давление воздуха | Agg-Net

Генерация, распространение и предсказание воздушных взрывов

Авторы, П.К. Сингх, М. Клеменц и К. Ниманн-Делиус из Института горного дела III и Института технической акустики Ахенского технологического университета, Аахен, Германия

Энергия, высвобождаемая при взрыве, создает избыточное давление воздуха, обычно называемое воздушным взрывом, в виде распространяющейся волны. Если приемник находится достаточно близко к взрывной волне, избыточное давление может ощущаться как фронт давления при прохождении воздушной ударной волны. Сопровождающий гулкий звук длится всего несколько секунд. Заряды взрывчатых веществ, используемые при добыче полезных ископаемых, разработке карьеров и сортировке массива, обычно полностью находятся в земле, что приводит к воздушному взрыву с частотным составом ниже примерно 250 Гц.

Ударная волна правильно измерена и описана как линейное пиковое избыточное давление воздуха (т.е. увеличение давления выше атмосферного). Современное оборудование для мониторинга взрыва также способно измерять данные о пиковом избыточном давлении в невзвешенных децибелах (дБ). Децибелы, используемые для описания ударной волны, не следует путать или сравнивать с дБ(А), которые обычно используются для описания относительно установившихся уровней шума. Воздушный взрыв с пиковым избыточным давлением 130 дБ можно охарактеризовать как слегка неприятный, в то время как воздействие шума реактивного самолета на уровне 130 дБ(А) может быть болезненным и оглушающим.

Шум, вибрация и ударная волна являются одними из наиболее серьезных проблем для населенных пунктов, расположенных вблизи горнодобывающих предприятий. Рост осведомленности общественности и ожиданий в отношении экологических показателей побудил горнодобывающие компании сосредоточить свое внимание на потенциальном воздействии шума, вибрации и воздушных ударов, возникающих в результате их деятельности. В этой статье была предпринята попытка решить проблему воздушной ударной волны, вызванной взрывными работами в открытых шахтах/карьерах, и выделить некоторые меры по исправлению положения.

Генерация ударной волны

Были идентифицированы четыре источника воздушной ударной волны:

Импульс давления воздуха (APP): Когда горная порода выбрасывается или выбрасывается из забоя, создается импульс давления с амплитудой, пропорциональной начальной скорости забоя. Частоты низкие, потому что поверхность скалы действует как очень большой низкочастотный динамик1. Когда заряд взрывчатого вещества в вертикальном отверстии выстреливается в направлении свободной вертикальной поверхности, результирующие уровни воздушной ударной волны перед поверхностью взрыва выше, чем за ней, из-за экранирующего эффекта поверхности 9.

0075 2 .

Импульс горного давления (RPP): Вибрация грунта рядом с местом мониторинга также является источником звука. Здесь земля действует как еще больший низкочастотный динамик, однако амплитуда движения (в данном случае вертикального) намного ниже. Гораздо более серьезным и контролируемым в принципе является преждевременное высвобождение взрывной энергии или прорывы. Это может произойти из двух мест ³ .

Импульс высвобождения забойки (SRP): Это происходит из-за неэффективной забойки или отверстий, которые были нагружены слишком сильно. Если забойка недостаточна, произойдет преждевременная утечка газов в атмосферу, что создаст чрезмерный воздушный поток ⁴ . Только что ⁵ сообщил, что отверстия без забоя производили максимальный воздушный поток до 140 дБ, а отверстия с забитым щебнем производили 134 дБ. Уровни вибрации воздуха будут увеличиваться по мере того, как высота забоя будет уменьшаться сверх уровня, необходимого для эффективного сдерживания взрывоопасных газов во время детонации.

Высота забоя, равная 0,8 x нагрузка, может рассматриваться как эффективная забойка ⁶ .

Импульс газовыделения (GRP): Этот механизм исходит от поверхности уступа через пустоты, трещины, недостаточную нагрузку, перегруженные отверстия и т. д. и может влиять на ударную волну более чем на два порядка. Было предложено множество формул для расчета нагрузки, которые учитывают один или несколько указанных параметров, однако все значения лежат в диапазоне 25-40 x диаметр шпура, в основном в зависимости от свойств горной массы.

Распространение воздушной волны

Как и в случае с земной вибрацией, воздушная волна затухает с расстоянием из-за геометрического распространения. Это механизм, посредством которого конечное количество энергии заполняет увеличивающийся объем пространства. Воздушные ударные волны распространяются в жидкой среде, которая не передает поперечные силы, что делает их более простыми, чем колебания земли. Однако распространение звука, в том числе воздушной волны, зависит от погодных условий, которые могут создавать нерегулярные, а иногда и аномальные явления.

Температурные инверсии могут преломлять волны обратно к земле, создавая области фокуса воздушной ударной волны. Инверсия может усилить воздушный поток на 10 дБ по сравнению с уровнем, обычно ожидаемым от данного взрыва на заданном расстоянии. Ветры усиливают распространение, сгибая фронты волн вниз к земле, и снижают нормальную скорость затухания воздушной ударной волны. Ветер со скоростью 16 км/ч, дующий прямо в сторону участка, может усилить ударную волну на 8–10 дБ по сравнению с нормой

4 . Топография также может влиять на воздушный поток как за счет улучшения фокусировки, так и за счет уменьшения затенения ⁷ .

Влияние погоды на распространение воздушной ударной волны

При детонации взрывчатых веществ в шпурах вибрация воздуха распространяется в виде фронта волны наружу во всех направлениях от взрыва со скоростью звука. На скорость фронта волны влияет ветер (скорость и направление) и температура атмосферы. Влияние скорости ветра и температуры воздуха можно продемонстрировать, если рассматривать фронт волны как серию звуковых лучей, исходящих от взрыва и перпендикулярных фронту волны. Среди этих воздействий важное значение имеют температурные инверсии, направление и сила ветра. Оба эти условия могут усилить воздушный поток выше уровня, который обычно ожидается при их отсутствии на заданном масштабированном расстоянии. Они не производят дополнительную энергию ударной волны, но влияют на ее распределение. При инверсии температуры теплый воздух вытесняет более холодный. Это обратная нормальная ситуация, когда температура неуклонно падает с высотой. В нормальных условиях пути лучей воздушной ударной волны отклоняются от земной поверхности в результате процесса акустической рефракции. Напротив, когда существует инверсия, эти лучи отклоняются вниз в инверсионном слое и могут создавать одну или несколько точек фокусировки на больших расстояниях от взрыва. Местом очага является область с аномально сильным воздушным потоком и относительно тихой зоной между ним и источником.

Температурные инверсии часты утром и вечером, так как поверхность земли и воздух нагреваются и охлаждаются с разной скоростью. Одна из причин, по которой некоторые наземные мины имеют тенденцию взрываться ближе к середине дня, заключается в том, чтобы избежать инверсии такого типа. Тем не менее, общепринятой практикой взрывных работ является не учитывать влияние температуры или влажности на уровень воздушной взрывной волны.

Ветер является еще одним важным погодным фактором, влияющим на распространение воздушной ударной волны. Примеры воздействия ветра включают увеличение уровня звука с подветренной стороны на 10–15 дБ по сравнению с уровнями в условиях бокового ветра или в отсутствие ветра для близких взрывов в карьере, а также изменение показателя затухания распространения пропорционально скорости ветра ⁴ .

Воздействие ударной волны на конструкции

Как и вибрации земли, ударная волна может вызвать дребезжание конструкции и, в крайних случаях, растрескивание и другие повреждения. В отличие от вибрации земли, ударная волна относительно неэффективна при воздействии на всю конструкцию или стеллажи в небольших конструкциях, таких как дома.

С точки зрения отклика на скатывание, ударная волна мощностью около 145 дБ эквивалентна вибрации земли 12,7 мм/с в диапазоне резонанса конструкции 4–12 Гц 9.0075 8 . Немногие взрывы достигают этого уровня. Реакция средней стенки — еще одна проблема, которая примерно в шесть раз выше, чем реакция стеллажа при заданном избыточном давлении.

Отклики в средней части стены производят большую часть вторичного дребезжащего шума и других наблюдаемых эффектов, таких как движение картин, часов и т. д. Хотя они не являются значительными с точки зрения структурного риска, эти ситуации приводят к большей части ощутимого шума, и домовладельцы часто обеспокоены что с их домами может произойти что-то серьезное и опасное. Эти реакции также способствуют разбитию стекла как начальным индикаторам чрезмерной воздушной струи. Большинство исследований, о которых сообщают Siskind et al.

4 пришел к выводу, что уровень звука импульсного события 140 дБ представляет собой разумный порог для повреждения стекла или штукатурки. Аналогичное значение предложено Pompetzki ¹ , при этом он приравнивает немецкий порог повреждения стекла или гипса 0,6 кН/м ² согласно DIN 1055 (4) к максимальному уровню 143 дБ.

Реакция человека на ударную волну

Реакцию человека на вибрацию и ударную волну трудно определить количественно. Вибрацию и воздушный поток можно почувствовать или услышать намного ниже уровней, которые приводят к повреждению конструкций. Опять же, основной проблемой является опасение того, что может произойти повреждение, которое подпитывается структурными реакциями, как это замечают люди в своих домах. Жалобы населения на взрывные работы почти всегда касаются людей, испытывающих вибрацию в своих домах, а не на улице. Следовательно, они фактически реагируют на структурные движения, которые создают дребезжащие и грохочущие шумы

9 . В действительности люди часто не ощущают прямой вибрации земли, а иногда даже не слышат прямого удара по воздуху. Взрывная волна возникает после первоначальной вибрации земли (примерно через 1 с на расстоянии более 300 м от источника до приемника). Из рисунка 1 видно, что ударная волна была принята сейсмографом примерно через 1 с после прихода вибрации земли.

Далекий взрыв может вызвать заметный отклик воздушной волны, даже если амплитуда воздушной волны может быть относительно низкой ¹⁰ . Этот воздушный взрыв, вероятно, будет иметь очень низкую частоту с небольшой энергией выше 5 Гц, потому что атмосфера избирательно ослабляет более высокие частоты. Люди внутри дома могут не слышать или не замечать прямой звук. Однако, если собственная частота дома составляет около 5 Гц, он будет реагировать на воздушный поток и производить вторичный шум более высокой частоты (дребезжание). Пассажиры, не слыша прямого звука, сочтут дребезжание вибрациями земли. Они не осознают, что низкоуровневая вибрация земли появилась незамеченной несколькими секундами ранее (как в случае на рис. 1). Только в случае близких точек иммиссии и слабого демпфирования через грунт прямая вибрация грунта может играть доминирующую роль в восприятии взрыва ⁹ .

Исследования показали, что меньшее количество более продолжительных взрывов вызовет менее неблагоприятную реакцию человека, чем короткие более частые взрывы. В таблице 1 обобщена средняя реакция человека на вибрацию и воздушный поток, которую можно ожидать, когда человек находится в состоянии покоя в тихой обстановке. Если человек занимается каким-либо видом физической активности, уровень, необходимый для указанных ответов, значительно увеличивается. С одной стороны, есть люди, которые получают некую ощутимую выгоду от взрывных работ и, вероятно, не будут страдать от любого уровня вибрации и воздушной струи, пока это не повредит их имуществу. С другой стороны, есть люди, которых беспокоит даже едва заметная вибрация или уровень воздушной струи.

Пороговое значение воздушной ударной волны

Обычные критерии шума (для стационарных источников шума) и пределы, установленные для повторяющегося импульсного шума (например, для стрельбищ), не применяются к избыточному давлению воздуха от взрывных работ. RI 8485 Горного управления США и правила, изданные Управлением по охране открытых горных работ и мелиорации США, определяют безопасное избыточное давление 133 дБ для импульсного воздушного взрыва, когда запись выполняется с помощью оборудования, имеющего частотный диапазон не менее 2–200 Гц. Они также сообщили, что уровень звука импульсного события 140 дБ представляет собой разумный порог для повреждения стекла и штукатурки. Риск повреждения конструкций, кроме косметических трещин в штукатурке и разбития стекла, не представлял интереса для исследователей воздушной взрывной волны из-за требуемого чрезвычайно высокого избыточного давления (175 дБ или более) и отсутствия такого избыточного давления в типичных ситуациях взрывных работ.

Анализ амплитуды

Быстрый и несложный способ сравнения шумовых сигналов заключается в определении их пиковой амплитуды. Сигнал сводится к максимальной амплитуде, обычно выражаемой в уровне пикового давления (Па или дБ). В этой статье избыточное давление в дБ рассчитывается непосредственно из значений Па и, следовательно, не включает взвешивание по времени. Пиковую амплитуду можно сравнивать либо напрямую, либо после масштабирования наиболее важных параметров, а именно «веса заряда на задержку» и «расстояния до взрыва». Концепция масштабированного расстояния предполагает отношение затухания (т. е. кубический корень масштабирования для шума взрыва) между весом взрывчатых веществ на время задержки и расстоянием от места взрыва до места наблюдения. Константа воздушной передачи описывает поведение передачи. На протяжении десятилетий концепция масштабированного расстояния зарекомендовала себя как действенный и широко применимый подход ¹² . Общее уравнение можно использовать для прогнозирования уровней звукового давления на основе известного расстояния и схемы взрыва или для оценки набора данных мониторинга взрыва путем сравнения коэффициента передачи воздуха. Уровни вибрации воздуха обычно оцениваются с использованием следующего закона масштабирования кубического корня:

где:
P = избыточное давление воздуха (Па)
R = расстояние от ближайшей взрывной скважины до места мониторинга (м)
Qmax = Максимальный вес взрывчатых веществ на время задержки (кг)
K= Постоянная воздушной передачи
b = Показатель регрессии для конкретного места

Экспериментальные исследования

Полевые эксперименты проводились на пяти известняковых карьерах в Индии. Взрывчатка, использованная в большинстве карьеров, состояла из аммиачной селитры с мазутом. Инициирование осуществлялось обычной системой детонирующих шнуров. Краткие детали экспериментальных испытаний обсуждаются ниже.

Известняковый рудник Sagmania

Известняковый рудник Satna Cement Works Sagmania имеет рабочие уступы в двух карьерах (A и C). Рудник производит 7 500 тонн в день, чтобы удовлетворить потребности цементного завода, при этом производство достигается за счет буровзрывных работ.

Залежи известняка в шахте располагаются от горизонтальных до субгоризонтальных с падением от 2° до 5°. В восточной части шахты месторождение сильно обнажено, тогда как в западной части оно пострадало от выветривания. Вместе с плоскостями напластования встречаются две группы трещин; они заполнены глиной толщиной от 5 до 20 см. Выступающая плоскость напластования, залегающая на 2,0–2,5 м ниже верхнего уступа, требует особого внимания в отношении фрагментации.

В карьере А произведено 16 взрывов. Средняя нагрузка и расстояние между ними составляли 4,0 м и 5,0 м соответственно. Глубина скважин варьировалась от 7,0 м до 8,0 м, высота забойки 3,5–4,0 м, диаметр скважины 110 мм. Вес взорванных взрывчатых веществ варьировался от 265 кг до 2322 кг, а вес одной задержки колебался от 54 кг до 386 кг. Расстояние наблюдения варьировалось от 200 до 500 метров.

Аналогично, в карьере С 14 взрывов проведено. Средняя нагрузка и расстояние между ними составляли 4,0 м и 5,0 м соответственно, глубина скважин варьировалась от 90,0 м и 10,0 м, а диаметр скважины 160 мм. Вес взрывчатых веществ, сдетонировавших при взрыве, колебался от 700 до 2406 кг, а вес сдетонировавших с задержкой — от 183 до 726 кг. Дистанции наблюдения варьировались от 115 до 500 м. Графики регрессии данных по ударной волне для карьеров А и С показаны на рисунках 2 и 3 соответственно. Эти и следующие рисунки содержат как линию регрессии (пунктирная), так и верхнюю границу 95% интервала прогнозирования (сплошная).

Поскольку при взрывных работах также было обнаружено несколько валунов, для разрушения валунов был проведен гипсовый отстрел. Избыточное давление воздуха, возникающее в результате этих обстрелов, контролировалось в течение девяти серий экспериментов. Масса взрывчатых веществ, взорванных при стрельбе из гипса, составляла от 25 до 125 кг. Точки мониторинга находились рядом с важными сооружениями и находились на расстоянии от 600 до 1000 метров.

Известняковый рудник Бабаркот

На известняковом руднике Бабаркот компании Narmada Cement Co. Ltd в штате Гуджарат между деканской ловушкой и третичными отложениями залегают две тонкие полосы латеритных пород. Над латеритом лежат пласты Гай (морские отложения), содержащие ископаемые желтые мергелистые известняки с глиной. Над пластами Гадж находятся тонкие пласты песчанистого известняка и глины, известные как пласты Дварка.
Произведено шесть взрывов со средней мощностью и расстоянием между ними 3,0 м и 4,0 м соответственно. Глубина скважин составляла от 7,5 м до 8,5 м, диаметр бура составлял 105 мм, а диаметр забойки 2,3–2,5 м. Вес взорванных взрывчатых веществ варьировался от 20 кг до 2880 кг, а вес одной задержки – от 20 кг до 345 кг. Посты контроля избыточного давления воздуха располагались на расстоянии от 50 до 250 метров. График регрессии данных изображен на рисунке 4.

Известняковый рудник Лангиберна

В известняковом руднике M/s Orissa Cement Ltd. Лангиберна в штате Орисса есть две почти параллельные полосы известняка, идущие с востока на запад, разделенные полосой доломитового известняка шириной около 200–300 м. Южная полоса известняков имеет ширину 100–200 м и достаточно крутое падение (60–85°). Северная полоса имеет ширину 300–400 м и более пологое падение (25–40°). Качество в южной полосе в целом хорошее; известняк здесь, по-видимому, меньше пострадал от метаморфизма / замещения и имеет более высокое содержание карбонатов.

Произведено 17 подрывов с использованием взрывчатых веществ весом от 30 кг до 1240 кг и весом на одну задержку от 22 кг до 338 кг. Нагрузка составляла 2,2–3,5 м, а расстояние между ними – 2,5–3,8 м. Глубина скважин варьировалась от 4,0 м до 9,0 м при диаметре 115 мм. Точки мониторинга располагались на расстоянии от 50 до 580 м. График регрессии зарегистрированных данных избыточного давления воздуха показан на рисунке 5.

Известняковый карьер Хаткурбахал

Хаткубахал — полумеханизированный известняковый карьер компании M/s Shiva Cement Ltd в штате Орисса. Район является частью архейского комплекса докембрийского возраста и включает деформированные метаосадки, включающие известняки, доломиты, песчаники, кварциты и кварц-слюдяные сланцы. Они были брошены в синклинорий, падающий на восток, где северные и южные конечности местами перевернуты. Породы имеют падение под углом от 25° до 85° как на север, так и на юг.

Скважины пробурены отбойным молотком на глубину 1,5-2,5м. Нагрузка и расстояние между ними составляли 0,6 м и 1,4 м соответственно. Длина ствола колеблется от 1,0 до 1,5 м. Взрывчатка детонировала мгновенно и имела вес от 5 до 12,5 кг. Станции контроля избыточного давления воздуха располагались недалеко от карьера на расстоянии от 50 до 240 метров. График регрессии зарегистрированных данных избыточного давления воздуха показан на рисунке 6.

Результаты и анализ

 

Было замечено, что все механизированные карьеры генерировали более высокое избыточное давление воздуха. Если бы измерения проводились вблизи места взрыва, магнитуда была бы выше. Максимальное избыточное давление воздуха, зарегистрированное на каждом карьере, приведено в таблице 2. В таблице также приведены соответствующие расчетные параметры взрыва и масса взорванных ВВ. Из таблицы видно, что максимальное избыточное давление воздуха 146 дБ было зафиксировано на карьере Бабаркот в 120 м от места взрыва при детонации 120 кг ВВ с задержкой, тогда как на карьере Сагмания С максимальное зарегистрированное избыточное давление воздуха составило 142 дБ на расстоянии 115 м от места взрыва. лицо взрыва, когда 726 кг взрывчатых веществ были взорваны с задержкой. Более высокое избыточное давление воздуха было зафиксировано на Бабаркоте из-за ветрового воздействия (карьер расположен недалеко от побережья Аравийского моря, где высокие скорости ветра часто увеличивают избыточное давление ударного воздуха). Очередной взрыв в Бабаркоте был произведен 990кг ВВ и большая масса задержки 192кг. Избыточное давление воздуха, зафиксированное на высоте 120 м, составило 135 дБ. Однако во время этого взрыва скорость ветра была ниже, что указывает на то, что ветер оказывает усиливающее влияние на избыточное давление воздуха. Частоты вибрации находились в диапазоне 10–40 Гц, тогда как частоты избыточного давления воздуха варьировались от 3 Гц до 74 Гц. БПФ-анализ взрыва показан на рис. 7.

Данные об избыточном давлении воздуха, зарегистрированные в карьерах, сгруппированы вместе для статистического анализа. Для карьеров были установлены наиболее подходящие эмпирические уравнения, связывающие вес взрывчатых веществ в задержке (Qmax в кг), расстояние от станции мониторинга до ближайшей взрывной скважины (R в метрах) и зарегистрированное избыточное давление воздуха. Уравнения предиктора для каждой верхней границы 95% интервал прогноза приведен в таблице 3.

Прогноз избыточного давления воздуха может быть сделан с помощью уравнений прогноза, приведенных в таблице 3, для различных расстояний для соответствующих карьеров. Безопасное избыточное давление воздуха в 133 дБ, рекомендованное Горным бюро США, было принято в качестве порогового предела, а вес взрывчатых веществ на одну задержку был рассчитан для каждого карьера для различных расстояний, которые будут соответствовать пороговому пределу в 133 дБ, как показано в таблице 4. Если бы использовался более высокий порог в 143 дБ, полученный Помпецки1, значения веса взрывчатых веществ в таблице 3 увеличились бы в ?10001/b, что составляет, например, 6,9.для карьера Сагмания A.

Прогнозируемый вес заряда на задержку показал, что диапазон мониторинга данных в поле влияет на предсказуемость уравнений. Поскольку вес заряда на одну задержку в карьере Хаткурбахал был очень низким, а станции мониторинга находились очень близко, предсказание уравнения на меньших расстояниях очень хорошо согласуется с зарегистрированными данными, но неприменимо для больших расстояний. Точно так же в карьере Сагмания А и Лангиберна станции мониторинга находились на более коротких расстояниях, поэтому прогноз для более короткого расстояния согласуется с зарегистрированными данными. Запись данных варьировалась в карьерах Сагмания С и Бабаркот, поэтому прогноз избыточного давления воздуха более или менее согласуется с зарегистрированными данными как для ближних, так и для дальних расстояний. Сделан вывод о том, что для надежного прогнозирования избыточного давления воздуха на рассматриваемых расстояниях количество регистрируемых данных избыточного давления воздуха должно быть больше и на различных расстояниях.

Стрельба по штукатурке вызвала слишком большое избыточное давление воздуха в карьере Сагмания C. Согласно регрессионному анализу, даже около 6 кг взрывчатки, взорванной для стрельбы по штукатурке, могут создать избыточное давление воздуха в 133 дБ на расстоянии 500 м. Избыточное давление воздуха около 140 дБ можно ожидать на расстоянии 1000 м от детонации 100 кг взрывчатого вещества для разрушения горных пород при стрельбе из гипса. Поэтому операторы карьеров должны подумать об изменении практики стрельбы из гипса. Камнедробилку можно использовать для разбивания валунов, или же можно выполнять взрывную стрельбу с подходящими мерами предосторожности для мухомора.

Выводы и рекомендации

Механизмы, связанные с образованием УВВ, также предполагают средства для контроля УВВ. Достаточная нагрузка для обеспечения хорошей фрагментации и контроля летучих камней также поможет уменьшить импульс давления воздуха. Там, где желательны сильные движения забоя, например, при пескоструйной очистке, неизбежен некоторый импульс давления воздуха. Пустоты, грязевые пласты и трещины должны быть заделаны. Взрывчатые вещества должны быть утяжелены, чтобы не перегружать отверстия. Нагрузки следует тщательно контролировать с поправкой на изломанные, наклонные и/или неровные забои. Эти меры должны устранить или свести к минимуму импульс выброса газа. И импульс давления воздуха, и импульс выпуска газа являются направленными, исходящими от передней поверхности. По возможности скамья должна быть ориентирована таким образом, чтобы избежать прямой видимости между забоем и критическими конструкциями.

Ударная волна от верхней части скамейки создается подъемом и, что более серьезно, разрушением забоя. Возможно, потребуется принять меры для получения подходящего забойного материала для удержания взрывчатого вещества во время детонации. Это может означать нечто большее, чем буровой шлам, а также устранение открытого детонирующего шнура. Если для детонации шпуров предполагается использовать взрывной детонирующий шнур, он должен быть покрыт подходящим заполнителем. Всегда рекомендуется использовать инициирующее устройство Nonel, чтобы уменьшить образование воздушной волны.

Как и в случае с вибрацией земли, выбор и использование задержек может сильно повлиять на воздушный поток, потому что звук в воздухе распространяется гораздо медленнее, чем вибрация земли (примерно 330 м/с). Эффективный интервал задержки может непосредственно накладываться и усиливать избыточное давление воздуха. Корректировка нормальных задержек на разницу во времени в пути для разных лунок является наиболее важной. Следует избегать слишком короткого эффективного интервала задержки. По возможности взрывные работы следует проводить до полудня, чтобы свести к минимуму усиливающий шум эффект инверсии температуры, и полностью избегать их при слишком высокой скорости ветра.

Ссылки

1. POMPETZKI, W.: «Tieeffrequente Schalldruckspitzen bei Gewinnsprengungen», Proc. Fortschritte der Akustik – DAGA ’95, Саарбрюккен, Германия, 1995, стр. 463–466.
2. . 12381, Heft 8, Institut für Bergbaukunde III, RWTH, Ахен, Германия, 2002, стр. 129.
3. SISKIND, D. E.: «Вибрации от взрывных работ», DR-31, 1997, DESA Consultants, стр. 48.
4. СИСКИНД Д.Е., СТАЧУРА В.Дж., СТАГГ М.С. и Дж.В. KOPP: «Реакция конструкции и повреждение, вызванное ударной волной при открытых горных работах», Бюро горного дела США, RI 8485, 1980, стр. 111.
5. JUST, JD: «Забойка взрывных скважин в горных выработках», Aust.