Đánh giá tác động của sóng nổ mìn trong môi trường nước - TS. Bùi Văn Vịnh

®¸nh gi¸ t¸c ®éng CñA SãNG Næ M×N<br /> TRONG m«i tr­êng N­íc<br /> <br /> ts. bïi v¨v vÞnh<br /> Tr­êng §¹i häc Thuû lîi<br /> <br /> <br /> 1. ®Æt vÊn ®Ò<br /> Trong x©y dùng Thuû lîi-Thuû ®iÖn,®Æc biÖt lµ x©y dùng c¸c c«ng<br /> tr×nh trªn s«ng vµ ven biÓn, khi cÇn ®µo ®¸ ngÇm th× th­êng ph¶i thùc hiÖn<br /> næ m×n d­íi n­íc. Næ m×n d­íi n­íc sÏ sinh ra sãng xung kÝch lan truyÒn<br /> trong m«i tr­êng n­íc. Sãng nµy lan truyÒn rÊt m¹nh, khi gÆp ch­íng ng¹i<br /> vËt (vËt c¶n) nh­ cÇu, cèng, c¶ng, cöa van v.v., cã thÓ lµm h­ háng mét<br /> phÇn hoÆc toµn bé c«ng tr×nh nÕu quy m« vô næ lín, kho¶ng c¸ch qu¸ gÇn<br /> vµ kh«ng cã biÖn ph¸p b¶o vÖ an toµn. MÆt kh¸c, næ m×n trong n­íc cßn<br /> th­êng g©y ra Ènh h­ëng tíi m«i tr­êng thuû sinh vµ c¸c ho¹t ®éng kh¸c<br /> trong khu vùc næ m×n.<br /> Trong bµi b¸o nµy t¸c gi¶ giíi thiÖu vÒ ®¸nh gi¸ t¸c ®éng cña sãng næ m×n<br /> trong m«i tr­êng n­íc.<br /> <br /> 2. ¶nh h­ëng cña sãng xung kÝch trong m«i tr­êng n­íc<br /> do næ m×n g©y ra<br /> Sãng xung kÝch lan truyÒn trong m«i tr­êng n­íc ®­îc h×nh thµnh do n¨ng<br /> l­îng cña thuèc næ g©y ra. Theo quan ®iÓm thuû khÝ ®éng häc, trong tr­êng hîp<br /> tæng qu¸t th× sù ph©n bè ¸p lùc vµ nhiÖt ®é trªn mÆt giíi h¹n nh÷ng thµnh phÈm<br /> næ vµ m«i tr­êng bao quanh ë thêi ®iÓm ban ®Çu lµ hoµn toµn bÊt kú. Khi sãng<br /> xung kÝch lan truyÒn ra m«i tr­êng xung quanh sÏ xuÊt hiÖn nh÷ng mÆt, trªn ®ã<br /> cã c¸c yÕu tè thuû ®éng (¸p lùc, mËt ®é, vËn tèc) hoÆc ®¹o hµm cña chóng theo<br /> thêi gian vµ kh«ng gian bÞ gi¸n ®o¹n . Khi ¸p lùc vµ thµnh phÇn ph¸p tuyÕn cña<br /> vec t¬ vËn tèc bÞ gi¸n ®o¹n th× gi¸n ®o¹n m¹nh ®­îc gäi lµ ®Çu sãng xung kÝch<br /> (kh«ng dõng). NÕu chØ cã mËt ®é vµ nhiÖt ®é bÞ gi¸n ®o¹n th× mÆt gi¸n ®o¹n<br /> ®­îc gäi lµ sãng dõng. NhiÖm vô chñ yÕu cña lý thuyÕt næ lµ nghiªn cøu chuyÓn<br /> ®éng kh«ng dõng cña chÊt láng (theo nghÜa réng) ë kho¶ng gi÷a hai mÆt biªn lµ<br /> mÆt ®Çu sãng vµ mÆt gi¸n ®o¹n m¹nh .<br /> Trong ph¹m vi cña chuyªn ®Ò vÒ ¶nh h­ëng cña sãng næ m×n trong m«i tr­êng<br /> n­íc, cÇn ®Ò cËp ®Õn t¸c ®éng cña c¸c lo¹i sãng næ sau ®©y:<br /> <br /> a- Sãng xung kÝch do næ m×n g©y ra trong m«i tr­êng n­íc<br /> Khi næ m×n d­íi n­íc-ë ®é s©u kh«ng lín, sÏ sinh ra sãng xung kÝch lan truyÒn<br /> trong m«i tr­êng n­íc. Sãng xung kÝch do næ m×n t¹o ra trong m«i tr­êng n­íc<br /> víi vËn tèc cao vµ ®é suy gi¶m bÐ khi gÆp ch­íng ng¹i vËt (vËt c¶n)-nh­ c¸c<br /> c«ng tr×nh cÇu, cèng,®ª,®Ëp... cã thÓ ph¸ huû toµn bé hoÆc mét phÇn c¸c c«ng<br /> tr×nh l©n cËn nÕu kh«ng cã biÖn ph¸p b¶o vÖ an toµn. §ång thêi, sãng xung kÝch<br /> <br /> 1<br /> trong n­íc do næ m×n g©y ra cã thÓ g©y t¸c ®éng xÊu ®Õn c¸c hÖ thuû sinh (®éng<br /> vËt vµ thùc vËt sèng trong n­íc), cã thÓ huû diÖt chóng trong mét ph¹m vi nhÊt<br /> ®Þnh.<br /> <br /> b- Sãng chÊn ®éng<br /> Khi næ m×n sÏ t¹o ra sãng chÊn ®éng trong m«i tr­êng ®Êt ®¸ ( m«i tr­êng ®µn<br /> håi). Sãng nµy lan truyÒn ra xung quanh vµ g©y nªn sù dÞch chuyÓn cña ®Êt ®¸<br /> d­íi nÒn cña c¸c c«ng tr×nh xung quanh khu vùc næ m×n. Nã cã thÓ g©y nªn sù<br /> s¹t lë, lón, gÉy, lËt nghiªng... cã thÓ dÉn ®Õn sù ph¸ ho¹i c¸c c«ng tr×nh l©n cËn.<br /> <br /> 3. ¸p lùc cña sãng xung kÝch do næ m×n d­íi n­íc g©y ra<br /> C¨n cø vµo kÕt qu¶ khi tÝnh to¸n thùc nghiÖm ta cã thÓ tÝnh ¸p lùc t¹i ®Çu sãng<br /> xung kÝch khi næ d­íi n­íc ( kh«ng tÝnh ®Õn ¶nh h­ëng cña ®¸y vµ mÆt tho¸ng)<br /> b»ng c«ng thøc sau[1]:<br /> <br /> 1,13<br />  13 <br /> G<br /> Pds  A. <br />  r  ( 3.1)<br />  <br /> Trong ®ã: r - Kho¶ng c¸ch tõ t©m næ ®Õn ®Çu sãng næ (m).<br /> A - HÖ sè phô thuéc vµo lo¹i thuèc næ.<br /> G - Träng l­îng cña thuèc næ (Kg).<br /> <br /> §èi víi thuèc næ Trotyl: A = 533, cßn ®èi víi c¸c lo¹t thuèc næ kh¸c tÝnh theo<br /> nguyªn lý ®ång d¹ng vÒ n¨ng l­îng, hÖ sè A ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau:<br /> <br /> Ai = <br /> 0,376<br />  Qi  (3.3)<br />   i  <br />  Qt <br /> <br /> Trong ®ã: Qi - N¨ng l­îng riªng cña lo¹i thuèc næ sö dông( i), Kcalo/kg.<br /> Qt - N¨ng l­îng riªng cña thuèc næ Trotyl (1000 Kcalo/kg).<br /> -HÖ sè quan hÖ n¨ng l­îng gi÷a Qi vµ Qt.<br /> <br /> <br /> 4. Nghiªn cøu thö nghiÖm næ m×n trong n­íc<br /> a- C«ng tr×nh thö nghiÖm:<br /> Næ m×n ph¸ ®¸ ngÇm t¹i c¶ng C¸i L©n (Qu¶ng Ninh)<br /> b- Quy m« næ m×n:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 2<br />  Næ m×n trong lßng ®¸y biÓn b»ng ph­¬ng ph¸p næ m×n vi sai trong c¸c lç khoan<br /> s©u víi khèi l­îng thuèc næ cña tõng ®ît næ lµ 540 kg, 1000kg, 1500 kg vµ 2000<br /> kg.<br /> c- Ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n kiÓm tra<br /> HiÖn nay ë n­íc ta ch­a cã TCVN chÝnh thøc vÒ c¸ch tÝnh to¸n x¸c ®Þnh møc<br /> ®é an toµn cña ¸p lùc sãng xung kÝch khi næ m×n trong n­íc. ë ®©y, næ thö<br /> nghiÖm ®­îc tÝnh to¸n theo c¬ së lý luËn vÒ næ m×n trong m«i tr­êng n­íc vµ<br /> kiÓm tra an toµn theo Quy ®Þnh cña UBKHKT Nhµ n­íc vÒ an toµn khi næ m×n<br /> d­íi n­íc, ®¸nh gi¸ møc ®é an toµn cña sãng xung kÝch do næ m×n theo c¸c quy<br /> ®Þnh cô thÓ vÒ b¸n kÝnh an toµn khi næ m×n trong n­íc- cô thÓ nh­ sau [3]:<br /> <br /> - §èi víi ng­êi: Rn  150 Q(3.4)<br /> - §èi víi ph­¬ng tiÖn tÇu thuyÒn: Rt  50 Q (3.5)<br /> - §èi víi c¸ kh«ng cã bong bãng: R c  18,5 Q (3.6)<br /> Trong ®ã: Rn, Rt, Rc lµ c¸c kho¶ng c¸ch an toµn khi næ m×n trong n­íc ®èi víi<br /> ng­êi, tµu thuyÒn, c¸ kh«ng cã bong bãng (m),<br /> Q lµ khèi l­îng thuèc næ cña vô næ trong n­íc (kg)<br /> <br /> Nh­ vËy, ®Ó cã thÓ ®¸nh gi¸ ®­îc c¸c b¸n kÝnh an toµn cña c«ng t¸c næ m×n,<br /> trong mäi tr­êng hîp ph¶i biÕt khèi l­îng thuèc næ khi næ m×n trong n­íc.<br /> KÕt qu¶ tÝnh to¸n an toµn vÒ sãng xung kÝch khi næ trong m«i tr­êng n­íc t¹i<br /> c¶ng C¸i L©n ®­îc x¸c ®Þnh nh­ ë b¶ng sau:<br /> <br /> B¶ng kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®¸nh gi¸ kho¶ng c¸ch an toµn khi næ m×n<br /> <br /> <br /> C¸c chØ tiªu tÝnh to¸n C¸c vô næ m×n trong n­íc<br /> <br /> Khèi l­îng thuèc næ thùc tÕ (kg) 540 1000 1500 2000<br /> B¸n kÝnh an toµn cho ng­êi (m) 110 180 211 170<br /> B¸n kÝnh an toµn cho ph­¬ng tiÖn giao th«ng (m) 37 60 70 90<br /> B¸n kÝnh an toµn cho c¸ kh«ng cã bong bãng (m) 14 22 26 34<br /> <br /> MÆc dï c¸c vô næ thùc nghiÖm t¹i c¶ng C¸i L©n (Qu¶ng Ninh) ch­a thùc hiÖn<br /> ®­îc viÖc ®¸nh gi¸ chÝnh x¸c c¸c kho¶ng c¸ch an toµn cho ng­êi, ph­¬ng tiÖn<br /> giao th«ng vµ c¸c hÖ thuû sinh d­íi biÓn, nh­ng theo kÕt qu¶ quan tr¾c thùc tÕ<br /> cña c¸c vô næ thùc nghiÖm t¹i ®©y cho thÊy lµ c¸c gi¸ trÞ vÒ c¸c cù ly an toµn ®·<br /> tÝnh to¸n ë trªn t­¬ng ®èi phï hîp víi thùc tÕ.<br /> <br /> 5. KÕt luËn:<br /> Nghiªn cøu, ®¸nh gi¸ ®óng t¸c ®éng ¶nh h­ëng cña næ m×n trong m«i tr­êng<br /> n­íc ®Ó cã gi¶i ph¸p tÝch cùc gi¶m thiÓu nh÷ng ¶nh h­ëng xÊu ®èi víi c¸c c«ng<br /> <br /> <br /> 3<br /> tr×nh l©n cËn, m«i tr­êng thuû sinh vµ c¸c ho¹t ®éng kh¸c trong khu vùc næ m×n<br /> lµ mét yªu cÇu cÊp thiÕt trong x©y dùng thuû lîi-thuû ®iÖn .<br /> §Ó ®¶m b¶o ®­îc c¸c møc ®é an toµn cña sãng xung kÝch khi næ m×n trong n­íc<br /> vµ ®é tin cËy cña ph­¬ng ph¸p cÇn ph¶i nghiªn cøu ®Çy ®ñ vÒ c¬ së lý luËn vµ<br /> thùc nghiÖm khi næ m×n trong m«i tr­êng n­íc ®Ó ®­a ra c¸c quy ®Þnh vµ tiªu<br /> chuÈn vÒ an toµn .<br /> <br /> <br /> Tµi liÖu tham kh¶o :<br /> <br /> [1]- TrÇn L­u Ch­¬ng, Ph­¬ng ph¸p kiÓm tra c¸c c«ng tr×nh chÞu t¸c dông cña<br /> sãng næ xung kÝch ,TËp san C¬ häc -UBKHNN, Sè1- 9/1965.<br /> [2] - Quy ph¹m an toµn vÒ b¶o qu¶n ,vËn chuyÓn vµ sö dông vËt liÖu næ-TCVN<br /> 4586 : 1997<br /> [3] - Bé khoa häc CN & MT, Côc m«i tr­êng, Héi ®ång gi¸m s¸t kü thuËt qu¸<br /> tr×nh næ m×n ph¸ ®¸ ngÇm - Dù ¸n më réng C¶ng C¸i L©n: B¸o c¸o tæng hîp<br /> gi¸m s¸t kü thuËt c¸c t¸c ®éng m«i tr­êng do qu¸ tr×nh næ m×n ph¸ ®¸ ngÇm t¹i<br /> VÞnh Cöa Lôc cña dù ¸n më réng C¶ng C¸i L©n (5 ®ît næ m×n thö nghiÖm) - Do<br /> trung t©m kü thuËt m«i tr­êng ®« thÞ vµ khu c«ng nghiÖp - CEETTA thùc hiÖn,<br /> Hµ Néi 11/2001.<br /> [4] - Gour C.Sen, Blasting technology for Mining and Civil engineers<br /> UNSW Press, Sedney, 1995.<br /> <br /> <br /> <br /> ABSTRACT<br /> Blating wave impacts assessment due to mine blasting in water is essential<br /> necessary. This article introduces some problems of transmission of the<br /> blasting wave in water, results of the safety inspaction of mine blasting in water<br /> in our country and some proposals of the author.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 4<br />