أساسيات تفجير الصخور تحت الماء
يُطلق على عملية التفجير التي يوضع فيها مصدر التفجير في منطقة محدودة من المسطح المائي ويتفاعل مع الوسط المائي اسم تفجير الصخور تحت الماء. ويُقسم تفجير الصخور تحت الماء، وفقًا لاختلاف موقع مصدر التفجير وظروف المسطح المائي، إلى: تفجير المياه العميقة، تفجير المياه الضحلة، تفجير سطح الماء القريب، تفجير المياه المكشوفة، تفجير الحفر تحت الماء، تفجير الغرف تحت الماء، وتفجير الجسم المُحافظ على الماء.
خصائص الانفجار المتفجر في الماء
عند انفجار المادة المتفجرة في الماء، تصل درجة حرارة الغازات الناتجة عن الانفجار إلى 3000 درجة مئوية، ويبلغ ضغط الانفجار الأولي حوالي 14 جيجا باسكال. تُحفَّز واجهة الماء المحيطة بالعبوة المتفجرة بموجات صدمية متقطعة مفاجئة وقوية، بالإضافة إلى حركة انتشار الماء، وتنتشر إلى الخارج على شكل موجات صدمية كروية بسرعة تفوق سرعة صوت الماء (1500 متر/ثانية) بعدة أضعاف، في منطقة يبلغ قطرها عدة أضعاف قطر المادة المتفجرة.
بعد ذلك، يتمدد الغاز عالي الضغط الناتج عن الانفجار على شكل فقاعات للقيام بعمل، مما يتسبب في انتشار الماء بسرعة وتحركه بالقصور الذاتي. يتسبب اندماج ضغط الفقاعات في ظهور موجات تخلخل وانتشارها للخارج، مما يتسبب في انخفاض الضغط الزائد لموجة الصدمة عند كل نقطة من مجال الانفجار تحت الماء بسرعة وتراجعه بشكل كبير. عندما ينخفض ضغط الفقاعة إلى ما دون الضغط الهيدروستاتيكي، يبدأ الماء حول مصدر الانفجار في التحرك في الاتجاه المعاكس ويضغط الفقاعات للوصول إلى نقطة توازن الضغط الهيدروستاتيكي. بعد الوصول إلى نقطة التوازن، يتم ضغط الفقاعات بشكل مفرط بسبب الحركة بالقصور الذاتي للماء، ثم تتمدد الفقاعات مرة أخرى للقيام بعمل على الماء. تشكل هذه العملية الترددية ضغوطًا نابضة متعددة في الماء، ويتم تحويل معظم طاقتها إلى تدفق تأخر انتشار الجسم المائي.
تفجير الصخور في المياه العميقة
يتحول حوالي نصف الطاقة الكيميائية للمتفجرات في تفجير الصخور في المياه العميقة إلى موجات صدمية في الماء، بينما يُستهلك ثلثها أو أكثر على شكل طاقة حرارية. الطاقة التي يشغلها ضغط نبضات الفقاعات صغيرة نسبيًا، إذ تُمثل حوالي ثلث طاقة موجة الصدمة في الماء أو أقل. لذلك، تُعتبر موجة الصدمة في الماء العامل الرئيسي المؤثر في الانفجار تحت الماء.
العوامل الرئيسية لتفجير الصخور في المياه العميقة هي موجات الصدمة في الماء، والضغط النابض، وتدفق تأخر انتشار الماء. لتحديد العامل المؤثر في التدمير، لا يكفي النظر إلى سعة وطاقة العوامل المختلفة، بل يجب أيضًا مراعاة الشكل المميز للجسم المحمّل وحجمه وخصائصه الديناميكية الهيكلية وحالة حركته.
تفجير المياه الضحلة
ترتبط خصائص التفجير في المياه الضحلة بتناسب عمق دفن العبوة المتفجرة. بالإضافة إلى توليد موجات صدمية تحت الماء وضغط نابض، هناك أيضًا الظواهر السطحية التالية:
(1) يؤدي تفجير المياه الضحلة إلى توليد موجات صدمة تحت الماء تنعكس على سطح الماء الحر، مما يتسبب في ظهور عمود مائي يشبه التل يتناثر بسرعة؛
(2) عندما ترتفع الفقاعات إلى السطح وتنفجر في الغلاف الجوي، يحدث رذاذ الماء؛
(3) الانفجارات التي تحدث بالقرب من قاع الماء تشكل حفرًا تحت الماء؛
(4) تنتشر سلسلة من الموجات الناتجة عن الانفجار على سطح الماء وسقوط عمود الماء في جميع الاتجاهات، وبعد الاصطدام بالعوائق على سطح الماء، يحدث ضغط الموجة وتسلقها؛
(5) تؤدي الانفجارات القريبة من سطح الماء إلى تشتت عمود الماء أفقياً، وظهور حفر واضحة على سطح الماء، وتشكل أعمدة مائية متناثرة فوق مركز الانفجار.
السلامة والحماية من تفجير الصخور تحت الماء
الوقاية من الانفجار الودي ورفض الانفجار: يجب ملاحظة النقاط التالية لتجنب الانفجار الودي:
(1) استخدام المتفجرات ذات الحساسية المنخفضة أو استخدام قشور صلبة لتغليف لفائف المتفجرات؛
(2) تصميم المسافات بين العبوات المتفجرة بشكل معقول وتجنب الأخطاء المفرطة أثناء البناء؛
(3) قم بسد فتحات الانفجار تحت الماء بشكل صحيح.
يجب ملاحظة النقاط التالية لمنع رفض الانفجار:
(1) استخدام متفجرات ومفجرات مقاومة للماء، أو تصنيع عبوات مقاومة للماء بشكل موثوق. في مشاريع التفجير في المياه العميقة، يجب استخدام معدات تفجير خاصة.
(2) منع انقطاع شبكة التفجير بسبب الأمواج أو تعرضها للتلف بسبب معدات البناء؛
(3) يجب تجنب وصلات شبكة التفجير الكهربائي بالماء. يجب فحص عزل الشبكة عن الأرض. يجب توزيع المفجرين في حفرة التفجير نفسها على شبكات مختلفة.
الحطام المتطاير الفردي الناتج عن تفجير الصخور تحت الماء
عندما يكون عمق المياه أقل من 1.5 متر، يتم حساب مسافة أمان الحطام المتطاير وفقًا للتفجير الأرضي؛ عندما يكون عمق المياه أكبر من 6 أمتار، لا يتم أخذ تأثير الحطام المتطاير الفردي من التفجير على الأفراد على الأرض أو فوق سطح الماء في الاعتبار؛ عندما يكون عمق المياه بين 1.5-6 أمتار، يمكن إجراء التصحيحات المناسبة بالإشارة إلى تصميم التفجير الأرضي، ويتم تحديد مسافة أمان الحطام المتطاير من خلال التصميم.
تمكن نظام تفجير الصخور بالأكسجين من شركة يانتاي جايا من التكيف بشكل كامل مع بيئات التفجير تحت الماء بعد نجاحه في تطوير غشاء مقاوم للماء. لمزيد من التفاصيل، يُرجى زيارة هذه الصفحة:
