Способ разрушения ледяного покрова

 

Изобретение относится к ледотехнике, в частности, для проведения взрывных работ с целью разрушения ледяного покрова. 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 статического прогиба льда. 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 поочередный подрыв с интервалом времени, равным времени прохождения изгибно-гравитационной волны от места подрыва предыдущих до места подрыва последующих зарядов. При этом каждый заряд взрывчатого вещества, расположенный над ледяным покровом, устанавливают на расстоянии от каждого заряда, расположенного под ледяным покровом, равном половине длины изгибно-гравитационной волны (ИГВ) ([1] Козин В.М. Способ разрушения ледяного покрова. Патент РФ N 2124178 от 27.12.98).

Недостатком данного способа является невозможность его осуществления на ограниченной по площади акватории, когда длина ИГВ оказывается больше поперечных размеров ледяного поля, и возбудить ИГВ в ледяном покрове не представляется возможным. Так, при толщине льда 1 м длина ИГВ составляет около 200 м ([2] Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1967. 214 с.).

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 на расстоянии друг от друга устанавливают заряды взрывчатого вещества с последующим их подрывом.

Отличительные: все заряды устанавливают на расстоянии друг от друга, равном половине длины волны статического прогиба льда, и подрывают одновременно.

Известно, что при воздействии ударного импульса (взрыва) на лед в последнем в определенный момент после взрыва возникают деформации, аналогичные чаше прогиба льда от статического действия сосредоточенной силы. Затем эти деформации превращаются в свободные изгибно-гравитационные волны [2]. При этом диаметр чаши прогиба или длина волны статического прогиба в среднем в три раза меньше длины ИГВ (см. [2] и [3] Песчанский И.С. Ледоведение и ледотехника. Л.: Морской транспорт, 1963. 343 с.).

Таким образом, если размеры акватории, на которой проводятся взрывные работы, меньше длины ИГВ и вследствие этого возбудить ИГВ от взрыва заряда не представляется возможным, то для повышение эффективности взрывных работ в таких условиях целесообразно использовать энергию обратного движения ледяного покрова после подрыва от волны статического прогиба льда.

Способ осуществляется следующим образом.

Под и над ледяным покровом на расстоянии друг от друга, равном полудлине волны статического прогиба льда λ [2,3] где D - цилиндрическая жесткость ледяной пластины; ρ_л, h - плотность и толщина льда; g - ускорение силы тяжести устанавливают несколько зарядов взрывчатого вещества. После того осуществляют одновременный подрыв зарядов. 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.

Изобретение поясняется графически, где 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 этого осуществляют одновременный подрыв зарядов. От подрыва заряда 2 формируется волна статического прогиба 4, а от зарядов 3 - волны 5. Таким образом, после одновременного подрыва зарядов ледяной покров сдеформируется по суммарной волне 6. Суммирование деформаций приводит к росту изгибных напряжений во льду и увеличению эффективности разрушения ледяного покрова.

Формула изобретения

Способ разрушения ледяного покрова, включающий установку под и над ледяным покровом на расстоянии друг от друга зарядов взрывчатого вещества и их подрыв, отличающийся тем, что все заряды устанавливают на расстоянии друг от друга, равном половине длины волны статического прогиба льда, и подрывают одновременно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2