بخشی از مقاله
چکیده
انجام آتشباری در بسیاری از پروژه های معدنی و عمرانی از فعالیتهای اصلی محسوب میشود که متناسب با بزرگی و اهداف پروژه، مواد منفجره با احجام کم تا بسیار زیاد مورد استفاده قرار میگیرد. زمانی که آتشباری در مناطق نزدیک به نواحی مسکونی و یا در مناطق صنعتی صورت میگیرد به دلیل تاثیر امواج مخرب ناشی از آتشباری، اهمیت لزوم اجرای آتشباری با طراحیهای مناسب جهت اجتناب از ایراد خسارات به سازه های حساس و یا ساختمانهای مسکونی کاملا نمایان میشود.
سد داریان از نوع سنگریزهای با هسته رسی مایل و با ارتفاع 178 متر در غرب ایران و بر روی رودخانه سیروان در حال ساخت می باشد. جهت تولید مصالح پوسته بدنه سد استفاده از معدن سنگ GR4B که در فاصله کمتر از 1000 متری روستای داریان قرار گرفته است، در نظر گرفته شد.
با توجه به نوع ساختمانهای مسکونی این روستا و نیز قدمت بسیاری از این ساختمانها، طراحی روشهای آتشباری به گونهای که در نتیجه انفجار هیچگونه خسارتی به این ساختمانها وارد نشده و ایمنی اهالی روستا و نیز ساختمانهای مسکونی این روستا به خطر نیافتد، ضروری میبود. در این راستا به منظور رفتار نگاری انفجارها و محاسبه پارامترهای میرایی توده سنگ ، اقدام به ثبت سرعت لرزه ای ناشی از انفجار های مختلف در محل معدن و دیگر انفجارهای بخشهای مختلف سد داریان مانند انفجارهای سرریز و تکیهگاههای سد شد.
در این مقاله سعی شد تا بر اساس نتایج رفتارنگاری انفجارهای انجام شده، پارامترهای میرایی توده سنگ محاسبه شده و در نهایت رابطه حاکم بر انتشار سرعت لرزهای در توده سنگ های ساختگاه سد داریان ارایه شود. نتایج نشان می دهند تابع حاکم بر انتشار لرزش مربوط به ساختگاه پیرامون معدن و روستای داریان متناسب با رابطه PPV=118.71 - SD - -0.926 بدست میآید که با در نظر گرفتن نزدیکترین فاصله ساختمان روستای داریان به معدن در حدود 750 متر و با توجه به نمودار میرایی موج انفجار، امکان انتقال موج با سرعت بالا به نحوی که ایجاد خسارت به سازههای ساختمانهای مسکونی نماید، به محدوده روستای داریان به هیچ عنوان وجود ندارد.
-1 مقدمه
آتشباری یکی از عملیات اصلی در معدنکاری، سد سازی و حفاری فضاهای زیرزمینی می باشد که متناسب با اهداف و بزرگی پروژه های مختلف با استفاده از مواد منفجره و با احجام متفاوت اجرا میشوند. بطور کلی بمنظور کاهش هزینه های عملیات سنگبرداری، بهتر است که عملیات انفجار تا حد امکان گستردهتر و با استفاده از بیشترین چال انفجاری که با در نظر گرفتن تمامی شرایط، امکان حفاری و آتشباری آنها وجود داشته باشد، اجرا شود. لیکن هنگامیکه محل آتشباری در مجاورت و نزدیکی سازه های مختلف مسکونی و صنعتی قرار دارد ، آتشباری بایستی بگونه ای طراحی و اجرا شود که اثرات مخرب انفجار بر منازل مسکونی و ساختمانها و تاسسیات صنعتی تاثیری نداشته باشد. بطور کلی اثرات مخرب انفجار را میتوان بشرح زیر طبقه بندی نمود شکل - 1 -
✓ لرزش زمین
✓ پرتاب سنگ
✓ لرزش هوا و صدای آن
در انفجارات عامل اصلی که باعث خسارت میشود، انرژی زیاد موج ضربه بوده که توسط انفجار مواد منفجره ایجاد و بلافاصله به محیط اطراف گسترش می یابد. همانطور که موج ضربه انتشار می یابد انرژی آن بر اثر خرد نمودن و تغییر شکل در سنگ مصرف می شود . همچنین موج انفجار باعث لرزش زمین، پرتاب سنگ و لرزش هوا می شود که می تواند باعث آسیب به سازهها شود.
بطور کلی سرعت ذره ای موج ناشی از انفجار در هر مکانی با فاصله از محل انفجار، مقدار خرج بر تاخیر، فرکانس لرزه و روش انفجار در ارتباط است. در آتشکاریهای که دارای بیش از یک مرحله انفجار میباشند، عامل تعیین کننده در شدت لرزش زمین ایجاد شده، حداکثر خرج بکار رفته در هر تاخیر است نه خرج کل مصرفی در آتشکاری. هر چقدر فاصله تاخیرها در آتشکاری بیشتر باشد، امکان تداخل سازنده بین امواج تاخیرهای مختلف نیز کمتر خواهد بود.
شکل - - 1 مخاطرات ناشی از انفجار
بر اساس مطالب بیان شده فوق، اهمیت مطالعات در مورد انفجارها پیرامون کنترل خسارات ناشی از آنها بر سازه های اطراف از جمله ساختمانهای مسکونی کاملا نمایان است. بدین منظور هدف این مطالعه معرفی و بیان کاربرد روش فاصله مقیاس شده در کنترل اثرات مخرب امواج حاصل از آتشباری و تعیین رابطه حاکم بر انتشار لرزه در ساختگاه سد داریان جهت بدست آوردن مقادیر خرج بر تاخیر در فواصل مختلف انفجار از سازه ها و ساختمان های مسکونی با هدف تامین ملزومات ایمنی می باشد.
از این رو با توجه به نزدیکی معدن سنگ GR4B به روستای داریان و نیز همجواری این معدن با سازه دریچه سیستم تخلیه کننده تحتانی سد ، لزوم بکارگیری انفجار های کنترل شده جهت دست یابی به کمترین سرعت ذره ای و تامین ایمنی ساختمان های مسکونی این روستا و سازه مذکور در اثر انفجارات معدن GR4B ، ضروری می باشد. بر این اساس دست یابی به اهداف فوق توسط رویکرد معرفی شده در این مطالعه بیان می شود.
-2 محاسبه حداکثر لرزش ذره ای و تعیین حد مجاز آن یکی از گامهای اساسی در مطالعه و کنترل لرزشهای ناشی از آتشکاری تعیین قوانین حاکم بر انتشار آنها در زمین است. روشهای مختلفی برای تخمین حرکت ذرات زمین در اثر آتشکاری وجود دارد. یکی از متداولترین آنها، استفاده از رابطه فاصله مقیاس شده - Scale Distance - است. در مورد این روش محققین مختلف بر اساس برداشتهای تجربی روابط مختلفی را ارائه کرده اند که در استانداردهای کشورهای مختلف کاربرد دارد. - - Dowding. C.H, 1985, 186 - - Hendron. A.J, 1972, 6 رابطه بین فاصله مقیاس-دار - نسبت فاصله به خرج با یک توان مشخص - و شدت لرزش تولید شده را به صورت رابطه 1 بیان نموده اند
که در آن V سرعت ذرات، D فاصله، Q حداکثر خرج مصرفی در هر تاخیر، K و n پارامترهای بدون بعد وابسته به توده سنگ می باشد که به کمک ثبت نگاشتهای دینامیکی و سرعت لرزش قابل اندازه گیری است. در این روابط عبارت داخل پرانتز که نسبت فاصله بر توانی از وزن خرج است به نام فاصله مقیاس شده - SD - نامیده می شود. اگر از خرجهای استوانهای استفاده شود، با استفاده از تحلیل ابعادی میتوان ملاحظه کرد که فواصل بایستی بر ریشه دوم خرج بر تاخیر تقسیم شود، در نتیجه قانون انتشار زیر را میتوان نتیجه گیری نمود
- 2 - این رابطه 2 یکی از کاربردیترین روابطی است که حتی در حال حاضر نیز بوسیله محققین مختلف، سازمانهای رسمی، کاربران و کارخانجات مواد منفجره استفاده میشود. پس از یافتن قانون حاکم بر انتشار امواج لرزشی در محیط سنگی، بایستی حداکثر لرزشهایی را که ساختمانها و سازه های اطراف محل آتشکاری قادر به تحمل آنها هستند را تخمین زد تا بتوان از خسارت ناشی از لرزش پیشگیری نمود. به عنوان یکی از بهترین نمونه ها در مورد سازه های بتنی مسلح می توان به استاندارد ارتش آمریکا شکل - 2 - و پیرامون ساختمان های مسکونی به نمودار سطح مجاز لرزش پیشنهاد شده توسط Sinskind - 1980 - شکل - 3 - اشاره کرد.
