กลยุทธ์การปรับปรุงการดำเนินการขุดเจาะและการระเบิดใต้น้ำและวิธีการทางเทคนิค
มาตรการทางทฤษฎีและเทคนิคหลายประการเพื่อปรับปรุงการขุดเจาะและการระเบิดใต้น้ำ
1 บทนำ
เป็นที่ทราบกันดีว่าโครงการขุดเจาะและระเบิดใต้น้ำนั้นก่อสร้างได้ยากกว่าเนื่องจากมีชั้นน้ำอยู่ใต้ผิวน้ำในระหว่างการก่อสร้าง ซึ่งทำให้ไม่สามารถสังเกตพื้นผิวหิน รอยแตกร้าวจากหินปูน และสภาพโครงสร้างอื่นๆ รวมถึงผลกระทบจากการระเบิดได้โดยตรง สภาวะการไหลที่ไม่เหมาะสมของแก่งน้ำ กระแสน้ำที่ขวางกั้น และกระแสน้ำวนในบริเวณน้ำ รวมถึงตะกอนและกรวดที่ปกคลุมพื้นผิวหิน ทำให้โครงการขุดเจาะและระเบิดใต้น้ำนั้นยากขึ้น
การระเบิดวัตถุระเบิดเป็นปรากฏการณ์ปฏิกิริยาเคมีที่มีความเร็วสูง ความเร็วในการระเบิดของวัตถุระเบิดสำหรับพลเรือนทั่วไปสามารถสูงถึง 3,500~5,000 เมตรต่อวินาที พร้อมกับการเกิดแรงสั่นสะเทือนหลักๆ เช่น คลื่นกระแทกในอากาศ คลื่นกระแทกในน้ำ และคลื่นไหวสะเทือน แรงสั่นสะเทือนเหล่านี้อาจเป็นภัยคุกคามและสร้างความเสียหายต่อความปลอดภัยของผู้คน สัตว์ เรือ และอาคารที่อยู่ใกล้จุดระเบิด ซึ่งจะต้องได้รับการดูแลอย่างเพียงพอ
ลักษณะสำคัญของวัตถุระเบิดเมื่อระเบิดในหินมีอยู่ 2 ประการ ประการแรกคือ เมื่อวัตถุระเบิดระเบิดในหินของหลุมเจาะ วัตถุระเบิดจะก่อให้เกิดความร้อนสูง แรงดันสูง และแรงระเบิดความเร็วสูงที่พุ่งออกไปในทิศทางของเส้นความต้านทานขั้นต่ำของจุดระเบิด ลักษณะนี้เป็นพื้นฐานทางทฤษฎีหลักในการคำนวณปริมาณของวัตถุระเบิดและการระเบิดตามทิศทาง ประการที่สองคือ เมื่อวัตถุระเบิดระเบิดภายในหิน วัตถุระเบิดจะก่อให้เกิดวงกลมบีบอัด วงกลมบีบอัด วงกลมคลายตัว และวงกลมสั่นสะเทือนแตกร้าวจากด้านในออกด้านนอก นี่คือพื้นฐานทางทฤษฎีในการคำนวณปริมาณของวัตถุระเบิดที่ใช้ในหลุมระเบิด ระยะห่างของหลุมระเบิด และระยะห่างของแถว
2. การเลือกพารามิเตอร์ต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการคำนวณปริมาณวัตถุระเบิดในหลุมระเบิดในโครงการขุดเจาะใต้น้ำและการระเบิดแนวปะการังอย่างถูกต้อง
นับตั้งแต่ทศวรรษ 1970 ประเทศของฉันได้นำแท่นขุดเจาะแบบลงหลุมจากต่างประเทศมาใช้สำหรับการขุดเจาะใต้น้ำและการระเบิดแนวปะการัง เนื่องจากเครื่องกระแทก (ค้อนกระแทกและดอกสว่านรวมกัน) ของแท่นขุดเจาะแบบลงหลุมถูกวางไว้บนพื้นผิวและภายในหินเสมอ ทำให้สูญเสียพลังงานจากการกระแทกเพียงเล็กน้อยและมีผลจากการเจาะแบบกระแทกสูงมาก ดังนั้น การขุดเจาะและการระเบิดใต้น้ำจึงกลายเป็นวิธีการก่อสร้างที่สำคัญและมีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับโครงการระเบิดแนวปะการังใต้น้ำในทางน้ำ
ในข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับวิศวกรรมการขนส่งทางน้ำ สูตรการคำนวณค่าประจุของหลุมระเบิดคือ:
ประจุของหลุมระเบิดแถวแรก Q=0.9baH
ประจุของหลุมระเบิดแถวหลัง Q=q.บาฮ์
ในสูตรข้างต้น:
Q----ประจุของหลุมระเบิด (กก.);
ก----ระยะห่างระหว่างรูระเบิด (ม.);
b----ระยะห่างระหว่างแถวหลุมระเบิด (ม.)
H. ----ออกแบบความหนาของชั้นหินขุด รวมทั้งค่าความหนาของชั้นลึกพิเศษที่คำนวณได้ (ม.)
ถาม ---- อัตราการใช้ระเบิดของหน่วยระเบิดแนวปะการังใต้น้ำ (กก./ม.3) ซึ่งเป็นค่าเชิงประจักษ์ โปรดดูตาราง 2.3.2 ของข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับวิศวกรรมการขนส่งทางน้ำเพื่อใช้ในการเลือก
สูตรคำนวณค่าประจุของหลุมระเบิดที่กล่าวถึงข้างต้นนั้นส่วนใหญ่กำหนดโดยผลิตภัณฑ์ของปริมาณหินบดหลังจากการระเบิด ซึ่งรวมถึงการคำนวณหินบดที่ลึกมาก การใช้หินระเบิดต่อหน่วย และค่าสัมประสิทธิ์เชิงประจักษ์ สูตรคำนวณนั้นง่ายและชัดเจน แต่เพื่อให้ค่าประจุของหลุมระเบิดสอดคล้องกับสถานการณ์จริง และหลีกเลี่ยงหินที่เหลือและสันหินในพื้นที่การระเบิดอันเนื่องมาจากประจุของหลุมระเบิด ความหยาบเกินไปของหินหลังการระเบิด ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพในการขุดและการกำจัดตะกรัน หรือการบดหินมากเกินไป ซึ่งเพิ่มต้นทุนการใช้วัตถุระเบิด จะต้องเลือกพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องต่อไปนี้อย่างถูกต้อง
2.1 ความยาวของรูระเบิด L. พารามิเตอร์
ใน "ข้อมูลจำเพาะ" ความสูงด้านล่างของหลุมเจาะใต้น้ำควรเท่ากับความสูงด้านล่างของหลุมแถวเดียวกัน และความยาวของประจุควรเป็น 2/3~4/5 ของความลึกของหลุม ค่าที่เล็กกว่าจะใช้สำหรับหินอ่อน และค่าที่ใหญ่กว่าจะใช้สำหรับหินแข็ง ประเด็นสำคัญที่นี่คือประจุที่คำนวณได้ของหลุมระเบิดตรงตามข้อกำหนดพารามิเตอร์ที่ความยาวของประจุเป็น 2/3~4/5 ของความลึกของหลุมระเบิดหรือไม่ ในการปฏิบัติการก่อสร้างของการระเบิดแนวปะการังใต้น้ำ ความยาวของประจุของหลุมระเบิดมักจะมากกว่าข้อกำหนด 2/3~4/5 ของความลึกของหลุมระเบิด เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางของหลุมระเบิดมีขนาดเล็กเกินไป หรืออัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางของวัตถุระเบิดที่บรรจุสายกับเส้นผ่านศูนย์กลางของหลุมระเบิดน้อยกว่า 0.80 นั่นคือ หลังจากชาร์จหลุมระเบิดแล้ว หลุมระเบิดจะไม่มีพื้นที่เพียงพอสำหรับความยาวอุด และแม้แต่ความลึกของหลุมระเบิดก็ไม่สามารถรองรับประจุที่คำนวณได้ เมื่อความยาวของกระสุนระเบิดยาวเกินไป มักจะมีเศษหินและสันหินเหลืออยู่ในบริเวณที่ระเบิด ส่งผลให้ระเบิดได้ไม่เต็มที่ เพื่อแก้ไขและแก้ไขปัญหาดังกล่าว มาตรการหลักคือเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของกระสุนระเบิดให้เหมาะสมหรือปรับปรุงคุณภาพของม้วนบรรจุกระสุนระเบิด ลดความหนาของไม้ไผ่ที่มัดไว้ด้านนอกม้วนให้เหมาะสม หรือใช้ท่อพลาสติกแข็งเป็นม้วนบรรจุกระสุนเพื่อเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของแพ็คเกจระเบิดอย่างมีประสิทธิภาพ และใช้เส้นผ่านศูนย์กลางของแพ็คเกจระเบิด ≥ 0.8 ของเส้นผ่านศูนย์กลางของกระสุนระเบิด
2.2 พารามิเตอร์ของความลึกการเจาะเกินของหลุมระเบิด
ความลึกของการขุดเจาะเกินของหลุมระเบิดหมายถึงค่าความลึกของการขุดเจาะเกินที่ต่ำกว่าความหนาของหินที่ขุดออกแบบไว้ ซึ่งรวมถึงค่าความลึกที่คำนวณได้ (0.2 ม. สำหรับการขุดเจาะบนบกและ 0.4 ม. สำหรับการขุดเจาะใต้น้ำ) โดยจะกำหนดโดยการสร้างขนาดกรวยระเบิดออกแบบตามค่าสัมประสิทธิ์เชิงประจักษ์ของเส้นผ่านศูนย์กลางหลุมระเบิด ระยะห่าง ระยะห่างระหว่างแถว และประจุของหลุมระเบิด ค่าความลึกของการขุดเจาะเกิน h ของ "ข้อมูลจำเพาะ" ถูกเลือกเป็นพารามิเตอร์ 1.0~1.5 ม. พารามิเตอร์นี้มีทั้งพื้นฐานทางทฤษฎีและปัจจัยเชิงประจักษ์ แต่ในทางปฏิบัติการก่อสร้าง เมื่อความยาวประจุของหลุมระเบิด L ปรากฏขึ้น เมื่อค่ามากกว่า 2/3~4/5 ของเส้นผ่านศูนย์กลางหลุมเจาะ โดยทั่วไปแล้วผลของการระเบิดจะไม่ดี เพื่อแก้ไขข้อขัดแย้งนี้ มีความพยายามที่จะเพิ่มความลึกของการขุดเจาะเกินขีดจำกัดเป็น 2.0~2.2 หรือแม้กระทั่ง 3~4 เมตร เพื่อให้ค่าประจุของหลุมเจาะเพิ่มความลึกของการขุดเจาะเกินขีดจำกัดโดยไม่รู้ตัว การปฏิบัติได้แสดงให้เห็นว่าไม่เพียงแต่หินด้านล่างเท่านั้นที่ถูกบดอัดมากเกินไป แต่บล็อกหินที่ผิวดินก็ใหญ่เกินไป ทำให้การขุดและการกำจัดตะกรันทำได้ยาก และมักต้องใช้การระเบิดซ้ำ ซึ่งส่งผลให้การใช้ระเบิดต่อหน่วยและต้นทุนทางวิศวกรรมของการระเบิดแนวปะการังใต้น้ำเพิ่มขึ้นอย่างมาก
2.3 การปรับการใช้ระเบิดของหน่วยและพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ระยะห่างระหว่างรูระเบิดและระยะห่างระหว่างแถวสำหรับการระเบิดแนวปะการังใต้น้ำ
เนื่องจากปัจจัยทางธรณีวิทยาและภูมิประเทศที่ซับซ้อน เช่น ความแข็ง การแบ่งชั้น เนื้อสัมผัส รอยแตกร้าวในหินหลอมเหลว ความลึกของน้ำ ฯลฯ ของหินใต้น้ำ มาตรการที่เชื่อถือได้และเป็นพื้นฐานที่สุดในการบรรลุผลประโยชน์สูงในโครงการระเบิดแนวปะการังใต้น้ำคือ ก่อนการก่อสร้างระเบิดและขุดขนาดใหญ่ หรือในช่วงเริ่มต้นการก่อสร้าง ให้ดำเนินการเจาะและระเบิด การขุด และการทดสอบการกำจัดตะกรันบนพื้นที่ขนาดเล็ก (100-600 ตารางเมตร) ของชั้นหิน เพื่อตรวจสอบผลกระทบจริงหลังการระเบิดอย่างทันท่วงที หากมีเงื่อนไขที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น ความหยาบของตะกรันหินมากเกินไปหลังการระเบิด ประสิทธิภาพการขุดและการกำจัดตะกรันของเครื่องจักรต่ำ การระเบิดแผ่นหินที่เหลือและสันหินไม่สมบูรณ์ ตะกรันหินถูกบดมากเกินไปหลังการระเบิด และใช้วัตถุระเบิดต่อหน่วยมากเกินไป ควรปรับระยะห่าง ระยะห่างระหว่างแถว ความลึกในการเจาะเกิน และการใช้วัตถุระเบิดต่อหน่วยของหลุมระเบิดอย่างเหมาะสมตามสถานการณ์จริง จนกว่าจะได้รับประโยชน์หลังการระเบิดที่ดี
3 มาตรการทางเทคนิคหลายประการเพื่อปรับปรุงผลจริงของการระเบิดแนวปะการังใต้น้ำ
3.1 การวางตำแหน่งการเจาะ
ในช่องทางที่ออกแบบไว้สำหรับการระเบิดแนวปะการังใต้น้ำ การจัดวางตำแหน่งของหลุมระเบิดแต่ละหลุมให้ถูกต้องถือเป็นมาตรการพื้นฐานเพื่อป้องกันการระเบิดที่พลาดหรือซ้ำซาก จากประสบการณ์พบว่าควรใช้แผนที่ภูมิประเทศช่องทางขนาด 1/100~1/300 และสถานีรวมเพื่อระบุตำแหน่งและจัดเตรียมการเจาะ ไม่ควรใช้ระดับน้ำหรือใช้เทปวัดโดยตรงเพื่อวัดระยะทางเพื่อค้นหาและจัดเตรียม เพื่อให้แน่ใจว่าตำแหน่งของหลุมระเบิดอยู่ห่างจากตำแหน่งที่ออกแบบไว้ ≤0.2 ม. หากตำแหน่งจริงของหลุมระเบิดมีสภาพทางธรณีวิทยาที่ไม่ดี เช่น ร่องหินปูน และไม่สามารถเจาะได้ ควรเจาะในตำแหน่งที่เหมาะสมใกล้กับตำแหน่งที่วางแผนจะเจาะด้วย
3.2 มาตรการลดจำนวนครั้งการระเบิด
ในโครงการเจาะและระเบิดขนาดใหญ่ รอยแตกร้าวในการระเบิดหินขอบหลังจากเจาะและระเบิดแต่ละครั้งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพการเจาะปกติครั้งต่อไปและประสิทธิภาพการกำจัดตะกรันในระดับที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ในการเจาะและระเบิดหินฐานเสาสองก้อนขนาดหลายสิบตารางเมตรที่ท่าเทียบเรือแห่งหนึ่ง ประสิทธิภาพการเจาะและขุดดินต่ำมากเนื่องจากมาตรการที่ไม่เหมาะสมในการเจาะรู 1~2 รูในแต่ละครั้งสำหรับการระเบิดหลายชั้นในพื้นที่เล็กๆ และระยะเวลาและต้นทุนการก่อสร้างสูงกว่าที่วางแผนไว้มากกว่า 2 เท่า ดังนั้น การเพิ่มมาตรการการระเบิดแบบโหลดและเดินสายไฟ และการลดจำนวนการระเบิดในขนาดใหญ่จึงเป็นมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน
3.3 มาตรการปรับปรุงอัตราความแม่นยำของการระเบิดขนาดใหญ่
3.3.1 เพื่อป้องกันการเกิดการระเบิดแบบมั่ว ๆ ของชุดจุดระเบิดเนื่องจากปัญหาการระเบิดเชิงปริมาณของตัวจุดระเบิดและการเชื่อมต่อสาย นอกเหนือจากการตรวจสอบการระเบิดเชิงปริมาณของตัวจุดระเบิดและสายส่งไฟฟ้าอย่างเคร่งครัดก่อนการระเบิดแล้ว การปฏิบัติยังพิสูจน์แล้วว่าช่วงเวลาระหว่างชุดประจุของจุดระเบิดแต่ละรูจุดระเบิดจะต้องมีสายจุดระเบิดอย่างน้อย 2 เส้น ซึ่งเป็นหนึ่งในมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงอัตราความแม่นยำของการระเบิดแนวปะการังใต้น้ำ
3.3.2 ก่อนการระเบิดแต่ละครั้งในพื้นที่ขนาดใหญ่และหลายหลุมเจาะ จะต้องมีการออกแบบเครือข่ายการระเบิด ในการออกแบบเครือข่าย จะต้องพิจารณาถึงวัสดุของตัวจุดชนวนระเบิดและสายไฟของหลุมเจาะ วิธีการเชื่อมต่อสาย และประสิทธิภาพการกันน้ำของชุดวัตถุระเบิด จะต้องดำเนินการทดสอบการจำลองการระเบิดเพื่อปรับการออกแบบเครือข่ายให้เหมาะสมในเวลาที่เหมาะสม ในปัจจุบัน เมื่อทำการระเบิดเครือข่ายของหลุมเจาะหลายหลุม โดยทั่วไปแล้ว จะต้องเชื่อมต่อสายจุดชนวนพลาสติกหลายสายแบบขนาน จากนั้นจึงจัดกลุ่มด้วยตัวจุดชนวนไฟฟ้าขนาด 8# หรือเครื่องเคาะเพื่อจุดชนวน เนื่องจากสายจุดชนวนพลาสติกหลายสายเชื่อมต่อแบบขนาน ความน่าเชื่อถือของการระเบิดด้วยตัวจุดชนวนไฟฟ้าจึงทำได้ยากเพื่อให้แน่ใจว่าทุกสายจุดชนวนถูกจุดชนวนอย่างถูกต้อง เพื่อปรับปรุงอัตราความแม่นยำ อาจเพิ่มจำนวนตัวจุดชนวนไฟฟ้าหรือเพิ่มชุดวัตถุระเบิดขนาดเล็กสำหรับจุดชนวน นอกจากนี้ เครือข่ายการระเบิดที่สำคัญที่สุดยังใช้สายระเบิดและมาตรการอื่นๆ โดยตรง เช่น การเชื่อมต่อแบบขนานหรือแบบอนุกรมกับกลุ่มหลุมเจาะหลายกลุ่มเพื่อการระเบิดแบบกระแทก
3.3.3 บนผิวน้ำของพื้นที่การระเบิดที่มีรูปแบบการไหลที่ซับซ้อน ให้วางสายเครือข่ายการระเบิดไว้บนผิวน้ำของทุ่นหลายๆ อัน เพื่ออำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อเครือข่ายและการตรวจสอบ และป้องกันไม่ให้กระแสไฟฟ้าแรงสูงทำให้สายหลุดออกและปฏิเสธที่จะระเบิด
3.4 มาตรการการใช้อุปกรณ์พ่นทรายแบบไมโครดิฟเฟอเรนเชียล
เทคโนโลยีการระเบิดแบบไมโครดิฟเฟอเรนเชียลที่มีความล่าช้าเป็นมิลลิวินาทีสำหรับการชาร์จไฟที่รูระเบิดไม่เพียงแต่ช่วยลดปริมาณวัตถุระเบิดในส่วนที่ใหญ่ที่สุด (ช็อต) ให้ได้มากที่สุดเพื่อลดภัยคุกคามจากคลื่นไหวสะเทือนและแรงกระแทกของน้ำต่อความปลอดภัยของอาคารและเรือที่อยู่ใกล้เคียงได้อย่างมีประสิทธิภาพเท่านั้น แต่ยังเมื่อมีการระเบิดแบบไมโครดิฟเฟอเรนเชียลในพื้นที่ขนาดใหญ่หลายรูแต่ละรู คลื่นไหวสะเทือนที่เกิดจากการระเบิดที่รูระเบิดแต่ละรูจะถูกสลับกันเพื่อลดการทับซ้อนของแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหว ซึ่งเอื้อต่อการบดหินและเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัดตะกรันทางกลอีกด้วย
4 บทสรุป
การระเบิดแนวปะการังใต้น้ำเป็นโครงการขนส่งทางน้ำพิเศษที่มีวิศวกรรมศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ ในระหว่างการก่อสร้าง การนำข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับวิศวกรรมการขนส่งทางน้ำมาใช้อย่างเคร่งครัดและแม่นยำเป็นการรับประกันที่สำคัญสำหรับการได้รับวิศวกรรมโครงการที่มีคุณภาพสูงและมีประสิทธิภาพ ในการใช้งานเฉพาะของพารามิเตอร์การคำนวณต่างๆ และการวัดทางเทคนิคใน "ข้อมูลจำเพาะ" การทดสอบในระดับเล็กก่อนการก่อสร้าง หรือในการปฏิบัติการก่อสร้าง การสรุปและการแก้ไขอย่างต่อเนื่องตามเงื่อนไขต่างๆ เช่น ธรณีวิทยาวิศวกรรมและรูปแบบน้ำในแต่ละไซต์ สามารถได้รับพารามิเตอร์และการวัดทางเทคนิคที่มีค่าอย่างแท้จริง
