СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА Российский патент 1998 года по МПК F42D7/00 

Изобретение относится к взрывным работам по разрушению ледяного покрова.

Уровень техники известен из способа разрушения ледяного покрова, включающего установку под лед на расстоянии друг от друга зарядов взрывчатого вещества и их поочередный подрыв с интервалом времени, равным времени прохождения вершины изгибно-гравитационной волны от места подрыва предыдущего заряда до места расположения следующего подрывного заряда (А.с. СССР N 182088, 42 D 7/00, от 26.04.91).

Недостатком данного способа является то, что при проведении взрывных работ вблизи инженерных сооружений или береговой линии он не предусматривает возможность использования энергии изгибно-гравитационных волн (ИГВ), отраженных от объекта или берега.

Сущность изобретения заключается в повышении эффективности взрывных работ по разрушению ледяного покрова вблизи инженерных сооружений или берега.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличении амплитуды ИГВ.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: установка под ледяной покров по меньшей мере двух зарядов взрывчатого вещества и поочередный их подрыв.

Отличительные: заряды одинаковой мощности устанавливаются на одной вертикали на расстоянии от объекта, кратном длине ИГВ, и подрываются с интервалом, равным периоду распространения ИГВ.

Достижение требуемого технического результата осуществляется за счет сложения амплитуд ИГВ от подрывных зарядов и амплитуд ИГВ, отраженных от объекта, т.е. заряды подрываются в такт с возбуждаемыми и отраженными ИГВ.

Способ осуществляется следующим образом.

Определяется минимальное безопасное расстояние от объекта до места подрыва с учетом мощности заряда взрывчатого вещества L и интервал времени, равный периоду ИГВ, по зависимости

где
цилиндрическая жесткость ледяной пластины;
ρ_л, h - плотность и толщина льда;
g - ускорение силы тяжести;
E - модуль упругости льда;
μ - коэффициент Пуассона для льда.

Затем определяют кратность расстояния по отношению к длине ИГВ - n, где n - целочисленное значение и округляется в меньшую сторону

где
длина изгибно-гравитационной волны;
H - глубина водоема в месте установки зарядов.

Следует отметить, что мощность заряда определяет амплитуду ИГВ и не сказывается на величинах T и λ (см. Д.Е.Хейсин. Динамика ледяного покрова. - Л.: Гидрометеоиздат, 1967, с. 218).

После чего определяют расстояние от сооружения до места расположения зарядов L₂.

Если L₁<n•λ, то L₂= (n+1)•λ,
если L₁≥n•λ, то L₂= n•λ.
Для возможности использования энергии отраженных волн в развитии колебательного процесса количество установленных под лед зарядов должно быть не менее n-1. Это необходимо для того, чтобы в момент подрыва последнего заряда начали взаимодействовать прямые, т.е. волны от подрыва зарядов, и отраженные ИГВ.

Такое количество и расположение зарядов относительно сооружения и поочередный подрыв их с периодом T позволяет использовать при разрушении льда энергию возбуждаемых и отраженных волн, т.к. между местом подрыва и сооружением будут формироваться стоячие волны. Таким образом, подрыв зарядов осуществляется в такт с возбуждаемыми и отраженными волнами, что позволяет более эффективно раскачать ледяной покров до амплитуды, достаточной для разрушения ледяного покрова.

Предлагаемое изобретение поясняется графически (см. чертеж).

Под ледяной покров 1 в воде 2 на одной вертикали 3 устанавливают заряды C₁, C₂, ... взрывчатого вещества одинаковой мощности на расстоянии L₁•n от отражающего ИГВ объекта 4 (для случая, представленного на чертеже, n=1). После подрыва первого заряда C₁ через время T ледяной покров сдеформируется по кривой 5. По истечении времени T подрывается второй заряд C₂, т.е. в такт с колебательным процессом, развившимся от подрыва заряда C₁. В результате сложения колебаний льда от подрыва этих зарядов амплитуда ИГВ возрастет и ледяной покров через время 2T сдеформировался бы по кривой 6, если не учитывать влияние на прогибы льда отраженной волны. Однако, через время T после подрыва 1-го заряда во льду между отражающим ИГВ объектом 4 и местом подрыва зарядов 3 начнется формироваться отраженная волна, профиль которой через время 2T будет описываться кривой 7. Наложение отраженной волны 7 на волну 6 приведет к дальнейшему росту амплитуды ИГВ, т.к. эти колебания происходят в одной фазе. Таким образом через время 2T деформация ледяного поля будет описываться кривой суммарных ИГВ 8, т.е. ледоразрушающая способность волн возрастет. Подрыв последующих зарядов C₃, ... в такой же последовательности будет способствовать дальнейшему росту интенсивности ИГВ.

Изобретение относится к взрывным работам по разрушению ледяного покрова водоемов. Способ разрушения заключается в установке под лед по меньшей мере двух зарядов одинаковой мощности на одной вертикали вблизи отражающего объекта на расстоянии, кратном длине изгибно-гравитационной волны. Заряды подрывают поочередно с интервалом времени, равным периоду изгибно-гравитационной волны. Длина и период изгибно-гравитационной волны зависят от толщины и прочности льда, глубины водоема и мощности зарядов, а зависимости для их вычисления приведены в описании изобретения. Изобретение позволяет использовать энергию отраженных волн и тем самым повысить эффективность взрывных работ по разрушению ледяного покрова вблизи инженерных сооружений или берега. 1 ил.

Способ разрушения ледяного покрова, включающий установку под лед по меньшей мере двух зарядов и поочередный их подрыв, отличающийся тем, что под лед устанавливают заряды одинаковой мощности по одной вертикали вблизи отражающего изгибно-гравитационные волны природного или искусственного объекта на расстоянии от отражающего объекта, кратном длине изгибно-гравитационной волны

и проводят поочередный подрыв зарядов с интервалом, равным периоду изгибно-гравитационной волны

где D - цилиндрическая жесткость ледяной пластины;
ρh - плотность и толщина льда;
H - глубина водоема в месте установки зарядов;
g - ускорение силы тяжести.