ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
МЕХАНИКА ВЗРЫВА
И ТЕХНОЛОГИЯ ВЗРЫВНЫХ РАБОТ
Новосибирск
2009
Программа дисциплины "Механическое действие взрыва" составлена в соответствии с требованиями к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки бакалавра по специальности 011200 «Геофизика» со специализацией «Геомеханика» по циклу «Общие профессиональные дисциплины» государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования
Авторы (составители):
д. ф.-м. н. , Институт горного дела СО РАН
Рецензент:
Д. ф.-м. н., проф. , Институт гидродинамики им. Лаврентьева СО РАН
1.2. Основной целью освоения дисциплины является ознакомление с явлением взрыва, с его механическим действием в различных средах, с использованием взрыва в горном деле и строительстве. Основной акцент будет сделан на освоение теоретических методов расчета разрушающего действия взрыва на горные породы.
Задача курса – описать основные черты явления взрыва, его механического действия на различные среды, ознакомить с расчетными моделями и методами проектирования взрывных работ.
1.3. По окончании курса студенты должны:
§ быть знакомыми с промышленными приложениями взрыва;
§ иметь представление о процессах горения и детонации взрывчатых веществ, давлении и температуре продуктов детонации;
§ знать закономерности деформирования различных сред под действием взрывных нагрузок;
§ владеть расчетными и аналитическими методами механики для определения параметров взрывного воздействия и проектирования взрывных работ.
1.4. Формы контроля.
Итоговый контроль. Для контроля усвоения дисциплины учебным планом предусмотрен экзамен.
Текущий контроль. В течение семестра проводится проверка домашних заданий (2).
2.1. Курс является дополнительным для специализации «геомеханика». В нем рассматривается механическое действие взрыва в различных средах. Актуальность курса определяется широким использованием взрывных технологий в промышленности, в горном деле и строительстве.
2.2. Тематический план курса (распределение часов).
Наименование разделов и тем | К о л и ч е с т в о ч а с о в | ||||
Лекции | Семинары | Лабораторные работы | Самостоятельная работа | Всего часов | |
1. Применение взрыва в горном деле и строительстве. | 2 | ||||
2. Детонация взрывчатых веществ. | 6 | ||||
3. Действие взрыва в различных средах. | 8 | ||||
4. Дробление горных пород взрывом. | 4 | ||||
5. Теоретические модели взрыва в горной породе | 12 | ||||
Итого по курсу | 32 |
2.3. Содержание отдельных разделов и тем.
1. Применение взрыва в горном деле и строительстве. Явление взрыва, взрывные процессы, классификация взрывчатых веществ. Примеры промышленного использования взрыва.
2. Детонация взрывчатых веществ. Гидродинамическая теория детонации. Газовая детонация. Детонация конденсированных взрывчатых веществ. Течение за фронтом детонационной волны.
3. Действие взрыва в различных средах.
3.1. Взрыв в воздухе. Затухание ударной волны Задача о сильном взрыве.
3.2.Взрыв в воде. Распространение ударной волны. Колебания пузыря.
3.3.Взрыв на выброс в мягких грунтах. Проектирование взрывов на выброс. Гидродинамическая теория взрыва. Расчет размеров воронки выброса от заглубленного сосредоточенного и удлиненного зарядов. Направленный взрыв.
4. Дробление горных пород взрывом Удельный расход на дробление. Технологии взрывного дробления на открытых и подземных горных работах. Проектирование взрывных работ на дробление.
5. Теоретические модели взрыва в горной породе. Модели , . Разрушение хрупких горных пород взрывом. Зонная модель взрыва. Расчет динамики волны дробления в упруго-пластической постановке. Расчетная модель динамики фронта радиальных трещин в упруго-хрупкой среде при слабом взрыве. Расчетная модель разрушающего действия камуфлетного взрыва в хрупких монолитных горных породах. Влияние забойки и истечения газов продуктов детонации на разрушающее действие скважинного заряда. Теоретическая модель взрыва вблизи свободной поверхности. Расчетные параметры воронки дробления.
2.4. Контрольные вопросы.
Законы сохранения на фронте ударной волны. Условие Чепмена - Жуге в детонационной волне. Поле скоростей при взрыве заглубленного заряда в гидродинамической постановке.3. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
3.3. Образцы вопросов для подготовки к экзамену.
Определить поле напряжений в упругом пространстве после приложения давления к поверхности сферической полости. Расчет поля скоростей в грунте при поверхностном взрыве в гидродинамической постановке. Особенности взрывных работ при проходке выработок. Способы создания врубовой полости.3.4. Основная и дополнительная литература.
Основная литература.
1. , , . Физика взрыва. М: Физматгиз. 1959.
2. Р Коул. Подводные взрывы, М: ИЛ, 1950
3. , . Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М: Наука, 1966
4. , и др. Механический эффект подземного взрыва, М: Недра, 1971
Дополнительная литература.
1. П. Чедвик, А. Кокс, Г. Гопкинсон. Механика глубинных подземных взрывов, М: Мир, 1966
2. , , . Производство массовых взрывов. М: Недра, 1977.
3. Нормативный справочник по буровзрывным работам. М: Недра, 1986.
