Nozioni di base sulla sabbiatura subacquea
La sabbiatura in cui la sorgente di sabbiatura è posizionata nell'area limitata del corpo idrico e interagisce con il mezzo idrico è definita collettivamente come sabbiatura subacquea su roccia. A seconda delle differenze nella posizione della sorgente di sabbiatura e delle condizioni del corpo idrico, la sabbiatura subacquea su roccia si suddivide in sabbiatura in acque profonde, sabbiatura in acque poco profonde, sabbiatura in prossimità della superficie dell'acqua, sabbiatura subacquea esposta, sabbiatura subacquea per perforazione, sabbiatura in camera subacquea e sabbiatura in corpi idrici.
Caratteristiche dell'esplosione esplosiva in acqua
Quando l'esplosivo esplode in acqua, la temperatura dei gas prodotti dall'esplosione può raggiungere i 3000 °C e la pressione iniziale di esplosione è di circa 14 GPa. L'interfaccia d'acqua che circonda il pacco esplosivo viene stimolata da onde d'urto intermittenti improvvise e intense e da un movimento di diffusione dell'acqua, e si propaga verso l'esterno sotto forma di onde d'urto sferiche a una velocità diverse volte superiore a quella del suono dell'acqua (1500 m/s) in un'area di diametro diverse volte superiore a quello dell'esplosivo.
Successivamente, il gas ad alta pressione generato dall'esplosione si espande sotto forma di bolle per compiere lavoro, causando una rapida diffusione dell'acqua e un movimento inerziale. La fusione di pressione delle bolle fa sì che le onde di rarefazione seguano e si propaghino verso l'esterno, causando una rapida diminuzione e un decadimento esponenziale della sovrapressione dell'onda d'urto in ogni punto del campo di esplosione subacqueo. Quando la pressione delle bolle scende al di sotto della pressione idrostatica, l'acqua attorno alla sorgente dell'esplosione inizia a muoversi nella direzione opposta e comprime le bolle fino a raggiungere il punto di equilibrio della pressione idrostatica. Dopo aver raggiunto il punto di equilibrio, le bolle vengono sovracompresse a causa del movimento inerziale dell'acqua, per poi espandersi nuovamente per compiere lavoro sull'acqua. Questo processo alternato genera pressioni pulsanti multiple nell'acqua e la maggior parte della sua energia viene convertita in flusso ritardato di diffusione del corpo idrico.
Esplosione di rocce in acque profonde
Circa metà dell'energia chimica degli esplosivi utilizzati per il brillamento di rocce in acque profonde viene convertita in onde d'urto nell'acqua, mentre un altro terzo o più dell'energia viene consumato nell'acqua sotto forma di energia termica. L'energia assorbita dalla pressione pulsante delle bolle è relativamente piccola, circa 1/3 o meno dell'energia dell'onda d'urto nell'acqua. Pertanto, l'onda d'urto nell'acqua è il principale fattore che influenza l'esplosione subacquea.
I principali fattori che influenzano la distruzione di rocce in acque profonde sono le onde d'urto, la pressione pulsante e il flusso ritardato di diffusione dell'acqua. Per determinare quale fattore svolga un ruolo determinante nella distruzione, non possiamo limitarci a considerare l'ampiezza e l'energia dei vari fattori. Dobbiamo anche considerare la forma, le dimensioni, le caratteristiche dinamiche strutturali e lo stato di movimento dell'oggetto caricato.
Sabbiatura in acqua bassa
Le caratteristiche del brillamento in acque poco profonde sono correlate alla profondità proporzionale di sepoltura del pacco esplosivo. Oltre alla generazione di onde d'urto subacquee e di pressioni pulsanti, si verificano anche i seguenti fenomeni superficiali:
(1) L'idropulitura in acque poco profonde genera onde d'urto sottomarine che si riflettono sulla superficie dell'acqua libera, provocando una colonna d'acqua a forma di cumulo che schizza rapidamente;
(2) Quando le bolle salgono in superficie e scoppiano nell'atmosfera, si verifica uno spruzzo d'acqua;
(3) Le esplosioni vicino al fondo dell'acqua formano crateri sottomarini;
(4) Una serie di onde generate dall'esplosione sulla superficie dell'acqua e dalla caduta della colonna d'acqua si propagano in tutte le direzioni e, dopo la collisione con gli ostacoli sulla superficie dell'acqua, si verifica la pressione delle onde e la risalita dell'onda;
(5) Le esplosioni vicine alla superficie dell'acqua causano la dispersione orizzontale della colonna d'acqua, e sulla superficie dell'acqua compaiono crateri evidenti, e si formano colonne d'acqua sparse sopra il centro dell'esplosione.
Sicurezza e protezione durante le operazioni di brillamento subacqueo
Prevenzione dell'esplosione simpatica e del rigetto dell'esplosione: per evitare l'esplosione simpatica, è necessario tenere presente i seguenti punti:
(1) Utilizzare esplosivi con bassa sensibilità o utilizzare gusci duri per confezionare i rotoli di esplosivo;
(2) Progettare ragionevolmente la spaziatura tra i pacchi esplosivi ed evitare errori eccessivi durante la costruzione;
(3) Bloccare adeguatamente i fori di esplosione sott'acqua.
Per evitare il rigetto in caso di esplosione, è opportuno tenere presenti i seguenti punti:
(1) Utilizzare esplosivi e detonatori resistenti all'acqua, oppure realizzare imballaggi impermeabili affidabili. Per i progetti di sabbiatura in acque profonde, è necessario utilizzare attrezzature di sabbiatura speciali;
(2) Impedire che la rete di detonazione venga interrotta dalle onde o danneggiata dalle attrezzature da costruzione;
(3) La rete di brillamento elettrico deve essere progettata per evitare giunti in acqua. L'isolamento della rete verso terra deve essere verificato. I due detonatori nello stesso foro di brillamento devono essere distribuiti rispettivamente in reti diverse.
Singoli detriti volanti provenienti dalle esplosioni di rocce sottomarine
Quando la profondità dell'acqua è inferiore a 1,5 metri, la distanza di sicurezza dai detriti volanti viene calcolata in base alle esplosioni a terra; quando la profondità dell'acqua è superiore a 6 metri, l'impatto dei singoli detriti volanti delle esplosioni sul personale a terra o sopra la superficie dell'acqua non viene considerato; quando la profondità dell'acqua è compresa tra 1,5 e 6 metri, è possibile apportare le opportune correzioni facendo riferimento alla progettazione delle esplosioni a terra e la distanza di sicurezza dai detriti volanti è determinata dalla progettazione.
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