Способ разрушения ледяного покрова

 

Изобретение относится к ледотехнике, в частности для проведения взрывных работ с целью разрушения ледяного покрова. Технический результат достигается за счет увеличения изгибных напряжений при одновременном подрыве зарядов взрывчатого вещества, устанавливаемых над и под ледяным покровом, на расстоянии друг от друга, равном половине длины волны статистического прогиба льда, и предварительного формирования под ледяным покровом воздушной полости в местах установки зарядов надо льдом. Заявляемое изобретение направлено на повышение эффективности разрушения льда. 2 ил.

Изобретение относится к области ледотехники, в частности для проведения взрывных работ.

Известен способ разрушения ледяного покрова, включающий установку под лед и над ледяным покровом зарядов взрывчатого вещества и их одновременный подрыв. При этом все заряды устанавливают друг от друга на расстоянии, равном половине длины волны статистического прогиба льда ( [1] Козин В.М. Способ разрушения ледяного покрова. Патент RU 2151998 C1, 27.06.2000).

Недостатком данного способа является его ограниченная ледоразрушающая способность.

Сущность изобретения заключается в разработке способа увеличения изгибных напряжений в ледяном покрове при его разрушении взрывами.

Сущность изобретения заключается в разработке способа увеличения изгибных напряжений в ледяном покрове при его разрушении взрывами.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова взрывами.

Существенные признаки, характеризующие изобретение: Ограничительные: под и над ледяным покровом устанавливают заряды взрывчатого вещества на расстоянии друг от друга, равном половине длины статистического прогиба льда, и одновременно их подрывают.

Отличительные: под ледяным покровом в местах установки зарядов надо льдом формируют воздушные полости диаметром, равным половине длины волны статистического прогиба льда.

Известно, что при воздействии ударного импульса (взрыва) на лед в последнем в определенный момент после взрыва возникают деформации, аналогичные чаше прогиба льда от статистического действия сосредоточенной силы (см. [1] и 2. Песчанский И.С. Ледоведение и ледотехника. Л.: Морской транспорт, 1963. 343 с.).

Также известно (3. Д.Е.Хейсин. Динамка ледяного покрова. Л.: Гидроиздат, 1967 - 217 с.), что глубина чаши прогиба зависит от реакции упругого основания, т. е. плотности воды. Если ее уменьшить, то глубина чаши, а следовательно, и изгибные напряжения во льду возрастут, что в свою очередь повысит ледоразрушающую способность зарядов взрывчатого вещества, установленных над ледяным покровом. Уменьшение плотности воды можно осуществить посредством формирования подо льдом воздушных полостей в местах установки таких зарядов. Очевидно, что размеры воздушных полостей в плане не должны превышать диаметр чаши прогиба льда, т.е. половину длины волны статического прогиба. В противном случае полость распространится за пределы прогиба в область выгиба льда и уровень изгибных напряжений при таком опирании уменьшится (как при штамповке листа с применением пуансона и матрицы).

Способ осуществляется следующим образом.

Под и над ледяным покровом на расстоянии друг от друга, равном полудлине волны статического прогиба льда λ [3], где D - цилиндрическая жесткость ледяной пластины; ρ_Л, h - плотность и толщина льда; g - ускорение силы тяжести; устанавливают несколько зарядов взрывчатого вещества. Расстояние λ/2 между зарядами обеспечивает суммирование изгибных напряжений в ледяной пластине, поскольку в этом случае вершины и впадины волны статического прогиба от соседних зарядов накладываются друг на друга таким образом, что происходит суммирование деформаций. Затем под ледяной покров в местах установки зарядов надо льдом при помощи компрессоров подают воздух для формирования в этих районах воздушных полостей. С целью ограничения их размеров в плане, которые не должны превышать диаметр чаши прогиба льда, в местах перегиба волны статического прогиба ледяного покрова в последнем сверлятся сквозные отверстия так, чтобы надледный заряд располагался в центре между отверстиями. В результате диаметр воздушной полости не будет превышать половину длины волны статического прогиба льда, т.к. излишний воздух, дошедший до отверстий, будет стравливаться в атмосферу. После сформирования подо льдом устойчивых воздушных полостей производят одновременный подрыв всех зарядов.

На фиг. 1 показана форма прогиба, т.е. профиль волны статического прогиба льда от подрыва одиночного заряда; на фиг. 2 - схема реализации предложенного способа.

На ледяной покров 1 устанавливают заряд 2. Под ледяным покровом устанавливают заряды 3 на расстоянии от заряда 2, равном λ/2. Такое размещение зарядов 3 обеспечивает наложение вершины волны статического прогиба льда после их подрыва на вершину волны статического прогиба льда от подрыва заряда 2. При таком расположении зарядов происходит аналогичное наложение впадин ледяного покрова от подрыва зарядов 2 и 3. После чего под ледяной покров 1 в место установки заряда 2 при помощи компрессора 4 подают воздух для формирования воздушной полости 5. Для обеспечения равенства диаметра d полости 5 диаметру D чаши прогиба льда 1 (D = λ/2) в ледяном покрове в местах перегиба 6 волны статического прогиба 7 сверлят отверстия 8 так, чтобы заряд 2 располагался в центре между отверстиями 8. После сформирования подо льдом полости 5 производят одновременный подрыв зарядов 2 и 3. От подрыва заряда 2 возникнет волна 9, а от зарядов 3 - волны 10. Поскольку заряды 2 и 3 подрывают одновременно, то ледяной покров деформируется по суммарной волне 11. Суммирование деформаций приведет к росту изгибных напряжений и увеличению эффективности разрушения ледяного покрова 1.

Формула изобретения

Способ разрушения ледяного покрова, включающий установку под и над ледяным покровом зарядов взрывчатого вещества на расстоянии друг от друга, равном половине длины волны статистического прогиба льда, и их одновременный подрыв, отличающийся тем, что под ледяным покровом в местах установки зарядов надо льдом формируют воздушные полости диаметром, равным половине длины волны статистического прогиба льда.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2