爆破地震振动控制的一种方法胡 刚1,2,吴云龙3(1.黑龙江科技学院资源学院,黑龙江哈尔滨150027;2.北京理工大学机电工程学院,100081;3.黑龙江省一五一煤矿,黑龙江嫩江161449)摘 要:从分析爆破地震振动速度的公式入手,讨论了爆破地震的预测及其防治措施,通过实例,分析了土坝的减震效果及其优缺点。
可供爆破拆除建筑物时,预测爆破地震振动速度。
关键词:爆炸;建筑物倒塌;触地振动中图分类号:TD235 文献标识码:A 文章编号:1008-8725(2004)04-0104-030 引言众所周知,钢筋混凝土高大建筑物在爆破拆除时,由于爆炸及建筑物倒塌与地面冲撞而产生飞石、地面震动、粉尘飞扬、噪声和冲击波,从而破坏了周围环境。
对此,根据爆破设计采取适当的方法对上述现象进行预测,根据预测结果采取适当方法和相应措施进行预防。
在爆破振动设计中,应考虑两部分;炸药的爆破振动和建筑物倒塌触地振动,而对后者的预测和控制更为重要。
1 爆破振动预测及控制措施1.1 爆破振动的预测爆破振动指标以质点最大振动速度来衡量,一般均采用苏联萨道夫斯基经验公式,我国GB6722—86《爆破安全规程》也按此式进行计算和预测:V =K (3Q /R )α(1)式中V ———爆破振动峰值垂直振动速度,cm /s ;k ———场地条件系数;Q ———爆破最大段药量,kg ;R ———爆心至测点的距离,m ;α———爆破地震波衰减系数。
传统的质点振动速度预测公式是在统计实测振动速度数据的基础上,通过无量纲分析和线性回归方法而得到的。
在预测中考虑了传播介质条件、炸药量和爆心距测点的距离等主要因素,但忽略了测点距爆心的高差距离、爆破振动主频等因素,而这些因素在某些特定的条件下也是影响质点振动速度的主要因素。
因此,在爆破设计中预测爆破振动在具有一定高度的整体设施中传播的质点振动速度时考虑高差影响的质点振动速度预测公式增加高差影响因子,利用下式可以更为准确地进行预测:V =K (3Q /R )α(R /S )β(2)式中β———高差影响系数,由测振试验确定;S ———爆心至测点的水平距离,m ;其它符号意义同前。
传统质点振动速度预测公式抓住了影响爆破振动传播及衰减的主要因素:药量和爆心至测点的距离;该公式在平整地形条件下预测地面的爆破振动质点振动速度具有较高的精度。
考虑高差影响的预测公式除考虑药量和爆心至测点的距离两个因素外,还根据测点地形条件变化,特别是测点与爆心高差变化条件,增加高差影响因子,可有效地预测复杂地形条件下测点地质点振动速度,且比传统预测公式具有更高的精度。
根据两个公式的适用条件,在选择时应考虑下,沿着地面上布置40×3紫铜排,形成闭合环接地汇流母排。
将配电箱金属外壳、电源地、避雷器地、机柜外壳、金属屏蔽线槽、门窗等窗过各防雷区交界的金属部件和系统(设备的外壳),以及对防雷电地板下的隔离架进行多点等电位接地线就近接至汇流排。
并采用等电位连接线BVR16mm2铜芯线、铜螺栓、紧固线夹等作为连接材料。
对重点保护对象点(通讯机房,计算机房、矿总调度室)的防雷接地极采用了非金属防雷接地极模块,利用模块的先迸性,科学性保证接地极阻值达到最小值。
施工中按照同地不同线的原则,对附近25m 范围内,已安装有避雷针、避雷器的引下线地下部分做到与新安装的接地极连接为一体,形成共用接地极。
以防雷击电位差形成,导致设备遭二次雷击电磁脉冲。
4 防雷工程系统运行情况2002年6月,防雷工程全部安装结束,经有关单位和具有防雷资质的部分参与验收合格后,所有设备投入运行,此时正是雷灾频繁发生的雷雨季节。
直至现在,经过几个电闪雷鸣,风雨交加的天气,所有保护点内的所有设备无一遭受雷灾。
所有被保护设备和防雷器运行正常,对原系统信号质量、音响效果、图象质量等均无影响。
5 结束语龙固煤矿防雷工程是龙固煤矿2002年重点工程项目,防雷系统的建立,避免了雷电灾害的发生,以及带来的直接或间接经济损失,进一步保证了矿井通讯、调度、监控、控制等系统设备的正常运行,促进了矿井的安全生产。
Research and application of the thunder preventive technique in coal mineXU Xue -xian ,WEI Tao(Longgu Coal Mine ,Jiangs u Tianneng Group ,Peixian 221613,China )A bstract :Based on the fully analizing on the thunder preventive point and thunder disaster and prenventive rules ,provide the technical plan for preventing thunder .The result is good .Key words :thunder prevention ;technique ;apply 收稿日期:2004-01-07;修订日期:2004-02-24作者简介:胡刚,现从事教学工作。
第23卷第4期2004年4月 煤 炭 技 术Coal Technology Vol .23,No4Apr .,2004以下因素:(1)地形条件:是否高差明显的地形或者平整的地形;(2)爆源条件:药量大小、爆破范围;(3)传播介质条件:是否岩石或者土层,节理裂隙是否发育等等。
同时,在应用上述两个公式的时候,应该根据以往工程类比的经验,正确确定衰减系数和高差影响系数。
选取值偏差过大,将会影响爆破振动的预测。
1.2 爆破振动的控制从上面的公式中可以知道,要想降低质点最大振动速度:(1)控制爆破的齐发药量。
根据周围环境条件,确定被保护物的允许最大质点振动速度,用公式进行反算,确定最大齐发药量。
(2)改变场地条件,降低场地条件系数。
(3)改变地震波的传播途径,比如挖减震沟进行控制。
另外,为保证被保护物的安全,在进行爆破设计时,应该确定合理的微差时间,以保证主震动频率不接近于被保护建筑物的自振频率,同时使地震波之间不产生叠加。
2 建筑物触地振动预测及控制措施2.1 建筑物触地振动的预测由于建筑物倒塌过程的力学机制十分复杂,以及大量微差爆破和其它倾倒措施的采用,使得建筑物倒塌触产生的地震振动不仅与建筑物自身状况及所采取的爆破方式相关,而且还与触地点地层性质、触地形式和地震波传播的途径有关,这样就很难对建筑物触地振动做精确的理论计算和分析。
被爆破拆除物倒塌触地而引起的振动大小与被爆坍塌物的质量、重心高度和触地点土质的刚度有关。
中国科学院力学研究所根据工程实测数据,提出了触地冲击振动公式Vc=0.08(I13/R)1.61(3)式中Vc———测点处爆破坍塌物冲击地面引起的介质质点振动速度,cm/s;R———爆心至测点距离;I———触地冲地,I=M2gH;M———被爆坍塌的建筑物的质量,kg;H———被爆坍塌的建筑物的重心高度,m;g———重力加速度,m/s2。
2.2 建筑物触地振动的控制(1)减小建筑物落地高度。
减小建筑物落地高度,可采取分段折叠倒塌的爆破方案,这样既减小了建筑物的中心高度,又减小了建筑物倒塌触地的重量,因而也减小了建筑物倒塌触地的冲量,即减小了地面振动速度;(2)减小地面刚度。
在倾倒方向铺设沙袋和松土,可防止摔碎的石块反弹和飞溅;(3)选择合理的微差,使建筑物在倾倒、坍塌过程中相互牵扯,相互压砸,使倾倒建筑物的势能更多地用于建筑物自身的破碎和解体;使倒塌建筑物的势能更多地用来压缩倾倒方向铺设的沙袋和松土;在倾倒开口侧适当开窗口,使得建筑物倾倒触地时成柔性接触;(4)改变地震波的传播途径,如挖减振沟。
2.3 土坝减震效果分析最近的爆破工程实践中,利用土坝进行减震,效果很好。
土坝是把挖减震沟的松土堆积在两条减震沟之间或者减震沟的一侧而形成。
其减震原理一是起到阻波墙的作用;二是减小了建筑物的落地高度;三是降低了地面的刚度。
从公式(3)可以看出,随着建筑物落地高度和地面刚度的降低,爆破振动速度呈指数规律衰减,衰减指数由现场具体情况确定。
3 应用实例北京永定门粮库钢筋混凝土立筒仓库,于2002年9月10日下午进行爆破拆除。
立筒仓库共32个,为钢筋混凝土结构,库高47m,直径6m,库间均为钢筋混凝土相连接,整体性强,稳定性好。
立筒仓库爆破分两组,每组平面布置分4排4列,两排之间人工解体切开。
两组均向东倒塌,组间微差200ms,每组间又分2段。
单段最大药量45kg。
在筒仓的倒塌方向,开挖减震沟,人工堆土形成土坝。
土坝宽20m,高10m。
监测点距筒仓120m。
图1和图2是其中的两个地震波形。
图1 第五通道波形图2 第六通道波形图3、图4是2000年西直门粮库筒仓爆破拆除时测振的两个地震波形。
监测点距离30m。
上面2次测振仪器相同。
西直门粮库筒仓爆破拆除时没有形成土坝,从地震波形明显可以看出筒仓触地振动部分,而且幅值比较大。
而在北京永定门粮库爆破拆除中由于采用土坝进行减震,地震波形中没有明显地触地振动部分,或者有幅值也比较小。
土坝的减震效果是非常好的。
图3 第二通道波形第4期 胡 刚,等:爆破地震振动控制的一种方法 ·105· 单片机控制显示板系统设计王扬帆(黑龙江省信息技术职业学院电子工程系,黑龙江哈尔滨150086)摘 要:介绍了一种用于机场、码头、车站、宾馆及豪华客车等场所的多功能显示板。
给出了MCS—51系列单片微型计算机最小系统及简单的接口电路,以及应用中的软件设计框图。
关键词:显示板;8031最小系统;可编程I/O接口扩展中图分类号:TP388 文献标识码:B 文章编号:1008-8725(2004)04-0106-021 设计思想1.1 多功能显示牌的应用城市的大街上,过去的霓虹灯、彩灯以及其他形式的广告灯虽然五光十色,但其画面都是固定或不易变换的。
用单片机控制的多功能显示牌,画面可用软件来实现,只要改变程序存储器中的数值,就可以任意变换显示的图形和字符。
并且画面可以上下移动、步进、扫描、闪烁形成动感画面。
只要把单片机的ROM和RAM及I/O接口扩展,在宽度和长度上都可以拉长。
单片机控制的多功能显示牌可以广泛应用于机场、码头、车站、宾馆及豪华客车等各个方面,在当今的信息时代起很大的作用。
1.2 字符显示和扫描把8＊8个发光二极管排成矩阵,如图1所示,把一个二极管看作一个像素,选择的点亮其中的一些发光二极管,就可以形成图形、单字和字符。
扫描就是有顺序地从第一行开始输入高电平,第一行过后扫第二行,直到最后一行。
或从第一列开始扫描到最后。
本设计采用隔行扫描。