Fundamentos de la voladura de rocas submarinas
La voladura en la que la fuente de voladura se ubica en la zona restringida de la masa de agua e interactúa con el medio acuático se denomina colectivamente voladura submarina de roca. Según la ubicación de la fuente de voladura y las condiciones de la masa de agua, la voladura submarina de roca se divide en voladura en aguas profundas, voladura en aguas someras, voladura cerca de la superficie del agua, voladura submarina expuesta, voladura submarina de perforación, voladura submarina de cámara y voladura de cuerpo de retención de agua.
Características de la explosión explosiva en el agua
Cuando el explosivo explota en el agua, la temperatura de los productos gaseosos generados por la explosión puede alcanzar los 3000 °C y la presión inicial de explosión es de aproximadamente 14 GPa. La interfaz de agua acoplada alrededor del paquete explosivo se estimula con ondas de choque intermitentes, repentinas y fuertes, y un movimiento de difusión de agua, propagándose hacia afuera en forma de ondas de choque esféricas a una velocidad varias veces superior a la del sonido del agua (1500 m/s) en un área con un diámetro varias veces mayor que el del explosivo.
Posteriormente, el gas a alta presión generado por la explosión se expande en forma de burbujas para realizar trabajo, lo que provoca que el agua se difunda rápidamente y se mueva inercialmente. La fusión de las burbujas a presión provoca que las ondas de rarefacción se propaguen hacia afuera, lo que provoca que la sobrepresión de la onda de choque en cada punto del campo de explosión submarina disminuya rápidamente y decaiga exponencialmente. Cuando la presión de las burbujas cae por debajo de la presión hidrostática, el agua alrededor de la fuente de la explosión comienza a moverse en la dirección opuesta y comprime las burbujas hasta alcanzar el punto de equilibrio de la presión hidrostática. Después de alcanzar el punto de equilibrio, las burbujas se sobrecomprimen debido al movimiento inercial del agua y luego se expanden de nuevo para realizar trabajo sobre el agua. Este proceso alternativo genera múltiples presiones pulsantes en el agua, y la mayor parte de su energía se convierte en flujo de retardo de difusión del cuerpo de agua.
Explosión de rocas en aguas profundas
Aproximadamente la mitad de la energía química de los explosivos en la voladura de rocas en aguas profundas se convierte en ondas de choque en el agua, y otro tercio o más de la energía se consume en el agua en forma de energía térmica. La energía ocupada por la presión pulsante de las burbujas es relativamente pequeña, aproximadamente un tercio o menos de la energía de la onda de choque en el agua. Por lo tanto, la onda de choque en el agua es el principal factor que influye en la explosión submarina.
Los principales factores de la voladura de rocas en aguas profundas son las ondas de choque, la presión pulsante y el flujo de retardo de difusión del agua. Para determinar qué factor influye principalmente en la destrucción, no basta con analizar la amplitud y la energía de los diversos factores. También es necesario considerar la forma, el tamaño, las características dinámicas estructurales y el estado de movimiento del objeto cargado.
Explosión en aguas poco profundas
Las características de las voladuras en aguas someras se relacionan con la profundidad proporcional de enterramiento del paquete explosivo. Además de generar ondas de choque submarinas y presión pulsante, también se producen los siguientes fenómenos superficiales:
(1) Las explosiones en aguas poco profundas generan ondas de choque submarinas que se reflejan en la superficie del agua libre, lo que provoca una columna de agua que salpica rápidamente con forma de montículo;
(2) Cuando las burbujas suben a la superficie y estallan en la atmósfera, se produce una pulverización de agua;
(3) Las explosiones cerca del fondo del agua forman cráteres submarinos;
(4) Una serie de ondas generadas por la explosión en la superficie del agua y la caída de la columna de agua se propagan en todas direcciones y, después de colisionar con obstáculos en la superficie del agua, se produce presión de onda y ascenso de oleaje;
(5) Las explosiones cerca de la superficie del agua provocan que la columna de agua se disperse horizontalmente, aparecen cráteres evidentes en la superficie del agua y se forman columnas de agua dispersas por encima del centro de la explosión.
Seguridad y protección en voladuras submarinas de rocas
Prevención de la explosión simpática y el rechazo de la explosión: Se deben tener en cuenta los siguientes puntos para evitar la explosión simpática:
(1) Utilizar explosivos de baja sensibilidad o utilizar carcasas duras para embalar los rollos de explosivos;
(2) Diseñar razonablemente el espaciamiento entre los paquetes explosivos y evitar errores excesivos durante la construcción;
(3) Bloquear adecuadamente los agujeros de explosión submarinos.
Para evitar el rechazo por explosión se deben tener en cuenta los siguientes puntos:
(1) Utilizar explosivos y detonadores resistentes al agua, o fabricar un embalaje impermeable y fiable. Para proyectos de voladuras en aguas profundas, se debe utilizar equipo especial de voladuras.
(2) Evitar que la red de detonación sea interrumpida por las olas o dañada por equipos de construcción;
(3) La red de voladuras eléctricas debe evitar las juntas en el agua. Se debe verificar el aislamiento de la red a tierra. Los dos detonadores en el mismo barreno deben estar distribuidos en redes diferentes, respectivamente.
Restos individuales que salen volando de explosiones submarinas de rocas
Cuando la profundidad del agua es inferior a 1,5 metros, la distancia de seguridad de los escombros voladores se calcula de acuerdo con la voladura del suelo; cuando la profundidad del agua es superior a 6 metros, no se considera el impacto de los escombros voladores individuales de la voladura sobre el personal en el suelo o sobre la superficie del agua; cuando la profundidad del agua está entre 1,5 y 6 metros, se pueden realizar correcciones apropiadas con referencia al diseño de la voladura del suelo, y la distancia de seguridad de los escombros voladores está determinada por el diseño.
El sistema de voladura de roca con O2 de Yantai Gaea se ha adaptado completamente a entornos de voladura submarina tras desarrollar con éxito una membrana impermeable. Para más detalles, consulte esta página:
