Seuraa 
Viestejä45973

Teren taasen!

Minkälaisia paineita kallionrikkomismenetelmät aiheuttavat?

Kallion rikkomiseen on muutamia keinoja:
-räjäyttäminen
-"etanadynamiitti" (esim. Betanomit)
-jäädyttäminen talvella );
-kivikiilat );
-hydrauliset kiilauslaitteet...);
-"haulikonpanos" porareikään, vettä päälle ja toinen yläpäähän...
http://www.asuntotieto.com/20000i_RAKEN ... tilat.html

Tavoitteena olisi kehittää uusi menetelmä joka aiheuttaa ~Dynamiitin painetta vastaavan paineen. Ongelma suunnittelussa on se, että Dynamiitin aiheuttama paine on hankalahko laskea:
-porareikä d=35mm syvyys 1m
-räjähteen (Dynamiitti) massa esim. 100g
-porareikä täytetään lopuksi hiekalla
Mikä paine räjähdyskohtaan muodostuu?

Sivut

Kommentit (30)

tomimk
Teren taasen!

Minkälaisia paineita kallionrikkomismenetelmät aiheuttavat?

Kallion rikkomiseen on muutamia keinoja:
-räjäyttäminen
-"etanadynamiitti" (esim. Betanomit)
-jäädyttäminen talvella );
-kivikiilat );
-hydrauliset kiilauslaitteet...);
-"haulikonpanos" porareikään, vettä päälle ja toinen yläpäähän...
http://www.asuntotieto.com/20000i_RAKEN ... tilat.html

Tavoitteena olisi kehittää uusi menetelmä joka aiheuttaa ~Dynamiitin painetta vastaavan paineen. Ongelma suunnittelussa on se, että Dynamiitin aiheuttama paine on hankalahko laskea:
-porareikä d=35mm syvyys 1m
-räjähteen (Dynamiitti) massa esim. 100g
-porareikä täytetään lopuksi hiekalla
Mikä paine räjähdyskohtaan muodostuu?

Ei räjähdysaineiden aiheuttamaa painetta ole hankalahkoa laskea,
Muodosta reaktioyhtälö, katso mitä syntyy ja oleta syntyvän kaasun tilavuudeksi 22 litraa mooli, suhteuta reijän tilavuuteen, josta saat suoraan siellä olevan paineen.
Dynamiitti on nitroglyserolin, nitroglygolin ja piimaan seos, josta piimaata on varmaan 90 %(arvaus), jos et osaa laskea yksinkertaisia laskuja, kuinka osaat kehittää uusia menetelmiä kallonhalkaisuun.

Ilman laskemista arvioimalla kivikiilan voimasta joka on tosi helppoa laskea ja sitäkautta kokeilemalla. Paine ei nouse yhtään korkeammalle kuin mitä kiven rikkoutumiseen tarvitaan.

Lopputulos voi olla helposti tarkempi kuin esittämäsi menetelmä.

Jotta asia etenisi kaipaisin vain karkeita arvioita tarvittavasta paineesta kivelle (keskiverto suomen maaperässä esiintyvä kivilaji) MPa (MegaPascal) yksikössä.

Kivikiila aiheuttaa voiman yhdessä suunnassa ja vain tiettyyn kohtaan kiveä. Dynamiitti (ja monet muut) aiheuttavat paineen jokapuolelle porareiässä. Dynamiitin etuna on se, että paine muodostuu niin nopeasti ettei ensimmäisenä rikkunut vuotokohta ehdi purkaa painetta niin nopeasti ettei rikkoutumista tapahtuisi muuallakin. Lähinnä merkitsevin asia taitaakin olla paineen lisäksi energia, joka on saatu pysymään porareiässä.

Energian laskenta onkin paljon helpompaa...

Paineen varmaan saa järkevimmin selville laskemalla kiilan kitkavoimista ja hydraulisia halkaisukiiloja käyttäviltä yrittäjiltä...

Sisältö jatkuu mainoksen alla
Sisältö jatkuu mainoksen alla

Repeämäkohdassa leikkausvoimat ovat kuitenkin valtavan paljon suuremmat kuin noilla nyrkki ja kivi laskuilla saadaan tulokseksi. Kiilan kohdalla kyseessä on lovivaikutus, jonka voi laskea vaikkapa lujuusopin teorioiden mukaan.

Herra Tohtori
Seuraa 
Viestejä2613
jukteri?
Ei räjähdysaineiden aiheuttamaa painetta ole hankalahkoa laskea,
Muodosta reaktioyhtälö, katso mitä syntyy ja oleta syntyvän kaasun tilavuudeksi 22 litraa mooli, suhteuta reijän tilavuuteen, josta saat suoraan siellä olevan paineen.
Dynamiitti on nitroglyserolin, nitroglygolin ja piimaan seos, josta piimaata on varmaan 90 %(arvaus), jos et osaa laskea yksinkertaisia laskuja, kuinka osaat kehittää uusia menetelmiä kallonhalkaisuun.

Ei se nyt ihan noin yksinkertaista ole.

Avogadron lain mukaan yksi mooli kaasua kuin kaasua (olettaen että käyttäytyvät likimain ideaalikaasun tavoin) vie normaalilämpötilassa (nolla astetta Celciusta) ja normaalipaineessa (1 bar = 100 kPa) sen 22,4 litraa tilaa.

Nyt täytyy ensin ottaa huomioon räjähdyksessä vapautuvan lämpöenergian määrä, koska räjähdykset harvoin vapauttavat nolla-asteista kaasua... Tämän pohjalta saadaan sitten laskettua kuinka kuumia räjähdyksessä vapautuvat kaasut (ja onkalossa mahdollisesti oleva ilma) ovat välittömästi reaktion jälkeen, kun tiedetään kaasu(je)n lämpökapasiteetti ja massa. Tai jos tiedetään räjähdyslämpötila valmiiksi niin aina helpompaa...

Sen jälkeen lasketaan kaasujen yleisen tilanyhtälön avulla (pV = nRT) miten suuri paine on. Tai jos tarkkuus ei ole niin tärkeää ja haluaa päästä vielä helpommalla, niin voi laskea Gay-Lussacin lain avulla likimain miten paljon palokaasujen paine kasvaa detonaatiossa. Jos siis oletetaan että räjähdysaine täyttää koko onkalon ja muuttuu detonaatiossa kokonaan räjähdyskaasuiksi (aika vapaa oletus kylläkin), niin saadaan seuraava yhtälö pienellä soveltamisella:

P1/T1 = P2/T2

P1 = paine ennen detonaatiota, oletettavasti 1 bar
T1 = lämpötila ennen detonaatiota, Kelvin-asteikolla
P2 = paine detonaation jälkeen
T2 = lämpötila detonaation jälkeen, edelleen Kelvin-asteikolla

Tai sitten voi katsoa jostain pioneeritaulukosta jotta miten paljon tarvitaan tavaraa minkäkinlaiseen räjäytykseen.

Ja korjatkaa jos löytyy joku aasimainen vihre.

Capito tutto, perchè sono uno
Persona molto, molto intelligente...

-Quidquid latine dictum sit, altum viditur.

If you stare too long into the Screen, the Screen looks back at you.

Oletus ei päde, koska räjähteen hajotessa sen molekyylit hajoavat. Otetaan esimerkiksi H20 joka vie kaasuna huomattavasti vähemmän tilaa kuin H2 ja O2 erillään samassa lämpötilassa.

Ota lasiputkeen pieni määrä happea ja vetyä, tuki lasiputken toinen pää ja upota toinen veteen. Kun kaasut poltetaan sähkökipinällä, vesi nousee ylös putkessa.

Seurauksena on, ettei lopputuloksen lämpötila kerro mikä on paine tilavuudessa, eikä se tosin kerro sitäkään miten shokkiaalto etenee räjähdeaineessa jossa yleensä tapahtuu suuntaavuusefekti joka painaa paineaallon kiilana johonkin suuntaan.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä35368
Herra Tohtori
Sen jälkeen lasketaan kaasujen yleisen tilanyhtälön avulla (pV = nRT) miten suuri paine on.

Ideaalikaasun tilanyhtälö on hyvä approksimaatio vain matalassa paineessa. Räjähdyksissä paineet ovat hyvin korkeita, tuhansia baareja noin perstuntumalta. Niin korkeassa paineessa tilanyhtälö heittää huomattavasti.

Raimo Vuolion räjäytystyöt antavat paineiksi nitroglyseriinissä 200.000...100.000 ilmakehää reaktiovyöhykkeessä. Onkohan se paine nyt sitten SI-yksiköissä 20.000 MPa. Paine on reaktionopeuden loppupäässä tuon 20.000 MPa, jonka jälkeen se tasoittuu 10.000 MPa:ksi. Samaan aikaan lämpötila nousee noin 3.000 K.
Tiheyden muuten Vuolio kertoo kasvavan 30%?

Kiven saa rikki pienemmilläkin, hitaammin nousevilla paineilla. Räjähdysaineen räjäytystapahtumahan on lyhytaikainen sykäys.
Mutta samanlaiseksi muruksi tuskin kiveä saa muilla menetelmillä.

Hydraulisilla kivenhalkaisulaitteilla sylinterin maksimityöpaine on Vuolion mukaan (v. 1991) 500 kp/cm2, eli noin 50 MPa. Työpaine välitetään kiilaan, joka puristaa 350 tonnin voimalla reiän seinämiin.

Korjatkaa toki, jos meni yksikönmuunnokset pieleen.

vihertaapero
Seuraa 
Viestejä6081

Vielä yksi seikka joka on huomioitava räjämenttien ollessa kyseessä, on painevaikutuksen lisäksi iskuvaikutus. Eli jos kiven koloon tuupataan pelkkä paine ja lämpö, se ei vielä välttämättä kiveä riko. Mutta kun se tehdään erittäin nopeasti, muuttuu kivi plastiseksi. Eli kiven eri osiin vaikuttaa eriaikaan erilainen paine jolloin kivi ikäänkuin resonoi voimakkaasti. Koska kyse ei ole kovin joustavasta aineesta, menee tämä rikki. Tämän vuoksi kiviruudilla saa kiven rikki siten ettei reikärivin välille muodostu kuin yleensä yksi halkeama. Oikeilla räjähteillä kivi halkeilee moneen suuntaan.
Mainitsemasi "haulikonpatruuna" on sangen mainio, mutta pienen palonopeutensa vuoksi ei toimi aina. Tällöin paine purkautuu mistä helpoimmalla pääsee, eli se pyrkii heittämään laukaisuputken pois jonka vuoksi kiinnitys on syytä hoitaa huolella.

Räjähdyksen suuntaa voidaan myös ohjailla melko tarkasti jolloin nopeammilla aineilla saadaan pintapaine nousemaan kokoluokkaan 250 000 bar.

Summasummaarum: Sama paine hydraulisesti ei tuota samaa lopputulosta kuin räjähteillä tuotettuna.

Konsta: ...joten jäähdytysvesi on varmasti erittäin korkeaktiivista.
Brainwashed: En tosiaankaan pidä itseäni minään asiantuntijana...

siis paras lohkaisu
keino pienempii lohkareisiin on poranreikään kiilat..
hitaanpi on toi jää...
ja kesällä käy ( miksei talvellakin ) lämpö..

öö.. mitäs tässä kysyttiin...
*raapii rapulaista naamaansa..*

nim: kivenpolttelija

vihertaapero
Mainitsemasi "haulikonpatruuna" on sangen mainio, mutta pienen palonopeutensa vuoksi ei toimi aina. Tällöin paine purkautuu mistä helpoimmalla pääsee, eli se pyrkii heittämään laukaisuputken pois jonka vuoksi kiinnitys on syytä hoitaa huolella.



En ole tätä vielä kokeillut. Onko tässä palonopeus todellakin pienempi? Kuvittelin että kysymyksessä on vain niin pieni räjähde että laukaisuputken kiinnitys sen juuri pitää. Onko tässä pahempi ongelma laukaisuputken kiinnitys vai räjäjähteen pieni määrä?

vihertaapero
Summasummaarum: Sama paine hydraulisesti ei tuota samaa lopputulosta kuin räjähteillä tuotettuna.

Väittäisin että sama pintapaine hydraulisesti tekee saman lopputuloksen mutta paineen täytyy myös kehittyä niin nopeasti ettei se pääse purkautumaan pelkästään ensimmäisenä muodostuneesta halkeamasta. Muutoin paine ei voi kasvaa yhtään korkeammaksi, kuin missä ensimmäinen halkeama syntyy.

Lopputuloksessa on tärkeä ero siinä että hydrauliikalla aikaan saadussa paineessa ei ole joustoa, kuten räjähteillä, jolloin kivenkappaleet eivät pyri lentämään niin kauas.

Teoreettisesti tilannetta voisi ajatella seuraavasti: Ammutaan esim. 100kG täsämälleen porattuun reikään sopiva "kanki" vedellä täytettyyn porareikään. Tällöin kangen liike-energia täytyisi olla samaa luokkaa kuin räjähteen energia saman vaikutuksen aikaansaamiseksi.

vihertaapero
Seuraa 
Viestejä6081
tomimk
vihertaapero
Mainitsemasi "haulikonpatruuna" on sangen mainio, mutta pienen palonopeutensa vuoksi ei toimi aina. Tällöin paine purkautuu mistä helpoimmalla pääsee, eli se pyrkii heittämään laukaisuputken pois jonka vuoksi kiinnitys on syytä hoitaa huolella.



En ole tätä vielä kokeillut. Onko tässä palonopeus todellakin pienempi? Kuvittelin että kysymyksessä on vain niin pieni räjähde että laukaisuputken kiinnitys sen juuri pitää. Onko tässä pahempi ongelma laukaisuputken kiinnitys vai räjäjähteen pieni määrä?



Tämä Kone-Lapin jälleenmyymä ExBoulder on ainakin kerran silmien edessä moksahtanut sen verran hurjasti heittäen itsensä kivestä toista kymmenen metrin päähän ilman että kiveen tuli mitään vauriota. Palonopeudesta sen verran että kun ruuti ei detonoi ja räjämentti detonoi niin tässä on todella suuri ero. Yhden tai kahden desimaalin verran ainakin. Jos tuossa laitteessa on käytössä mustaruutipohjainen panos niin todennäköisesti puhutaan jopa neljän desimaalin erosta palonopeuden suhteen.
Loistava laite, silloin kuin toimii. Lähinnä tuo huomautukseni vain siksi ettei se ole todellakaan turvallinen jos kivi ei mene rikki ja putki päättää lähteä liikkeelle.

tomimk
vihertaapero
Summasummaarum: Sama paine hydraulisesti ei tuota samaa lopputulosta kuin räjähteillä tuotettuna.

Väittäisin että sama pintapaine hydraulisesti tekee saman lopputuloksen mutta paineen täytyy myös kehittyä niin nopeasti ettei se pääse purkautumaan pelkästään ensimmäisenä muodostuneesta halkeamasta.

Kyllä vain. Et vain saa ilman räjähteitä aikaan hydraulista paineennousua joka olisi edes lähellä räjähteillä saatua. Tässäkin on sekä ajallisesti että paineen suhteen vähintään neljän desimaalin ero.

Homma ikäänkuin rautalangasta: Siinä missä tiiliskivi murtuu lekan alla, voidaan sen päälle huoleta ajaa auto. Eli tasaista ja jatkuvaa kuormitusta tiili kyllä kestää mutta suurinpiirtein sama voima kun tulee hetkellisenä, alkaa tiili antamaan periksi.

Konsta: ...joten jäähdytysvesi on varmasti erittäin korkeaktiivista.
Brainwashed: En tosiaankaan pidä itseäni minään asiantuntijana...

vihertaapero
Kyllä vain. Et vain saa ilman räjähteitä aikaan hydraulista paineennousua joka olisi edes lähellä räjähteillä saatua. Tässäkin on sekä ajallisesti että paineen suhteen vähintään neljän desimaalin ero.

Tosiaan markkinoilla ei ole sellaista menetelmää. EX-Boulderin esittelyvideoita olen kyllä tutkinut tarkasti. Näissä energia on tosi pieni verrattuna oikeisiin räjähteisiin.

Mustaa ruutia? Pappa näytti kuinka ammutaan suustaladattavalla luodikolla... Käytetäänkö sitä vieläkin??

Tässä tavoitteena on kehittää uusi menetelmä. Ymmärtääkseni mitään fysikaalista estettä ei ole etteikö äkillistä paineennousua voisi saada aikaan muillakin menetelmillä?

Moderni nykytekniikka ei myöskään ole esteenä, esim. lineaarikiihdyttimellä (tosin ihan liian HI-Tech esimerkki??) saadaan esim. ammukseen äänettömästi megawattien kiidytysteho ja kymmeniä kertaluokkia suurempi liike-energia mitä millään räjähteellä on edes teoreettisesti mahdollista saada aikaan.

Ymmärtääkseni kysymys on lähinnä siinä, että onko mahdollista toteuttaa menetelmää, mikä olisi kilpailukykyinen nykyisen "ylirahastetun" räjäytyslupaviidakon kanssa.

Minkäköhän takia avaruusteknologiassa (komeetan törmääjässä) käytetty "räjähde" oli vain passiivinen massankappale jolle oli vain saatu aikaan riittävä törmäysenergia (Osin tosin helpomman laskennan takia?)?

vihertaapero
Seuraa 
Viestejä6081
tomimk

Tosiaan markkinoilla ei ole sellaista menetelmää. EX-Boulderin esittelyvideoita olen kyllä tutkinut tarkasti. Näissä energia on tosi pieni verrattuna oikeisiin räjähteisiin.



Tietty on muistettava että exboulderin voima on usein täysin riittävä käyttötarkoitukseensa ja että räjähteillä tuossa hommassa pitääkin sitten käyttää raskaampia peitteitä.

tomimk

Mustaa ruutia? Pappa näytti kuinka ammutaan suustaladattavalla luodikolla... Käytetäänkö sitä vieläkin??



Tarvekivilouhimoilla, joskin vähenemässähän tuo on. Jos halutaan kivi irti mahdollisimman ehjänä, saadaan se kiviruudilla (on suurijyväistä mustaaruutia) hellävaroen verrattuna ns. putkipanoksiin. Huonona puolena tässä on ettei rei'issä saa olla vettä ja että materiaalit maksavat melkoisesti enemmän kuin jos homma hoidettaisiin räjähteillä.

tomimk

Tässä tavoitteena on kehittää uusi menetelmä. Ymmärtääkseni mitään fysikaalista estettä ei ole etteikö äkillistä paineennousua voisi saada aikaan muillakin menetelmillä?



Edelleen olen hieman skeptinen. Hydrauliikalla saadaan aivan varmasti aikaan voimaa, mutta hitaammin. Maailmalla on toki olemassa hydrauliikkaa joilla saadaan aikaan iskuvaikutus ja tähänhän perustuvat mm. "rammereiden" toiminta (löytyy vaikkapa http://www.miningandconstruction.sandvik.com/ ja sieltä haulla "Hydraulic hammers").

tomimk

lineaarikiihdyttimellä



Vaan noilla kiihdytysmatka on pahuksen pitkä. Räjähteillä saadaan kiihdytettyä metalli liikkeelle parin tuuman matkalla kevyesti luokkaan km/s. Sama operaatio lineaarikiihdyttimellä syö tosi paljon sähköä ja vaatii metrien, jopa kymmenien metrien kiihdytyksen.

tomimk

Ymmärtääkseni kysymys on lähinnä siinä, että onko mahdollista toteuttaa menetelmää, mikä olisi kilpailukykyinen nykyisen "ylirahastetun" räjäytyslupaviidakon kanssa.



Älä ymmärrä väärin skeptisyyttäni. Maailma ei ole vielä läheskään valmis ja läpimurtoja tapahtuu aina välillä alalla kuin alalla. Jos joku keksii räjähteisiin nähden ylivertaisen tekniikan kiven rikkomiseen niin innolla haluan moista käyttää ja hyödyntää.
Mitä tuohon räjämenttien käyttämisen kalleuteen tulee, niin siihen on syynsä. Lupaviidakko on omansa, onhan käytössä melko vaarallinen työmenetelmä. Tuossa kun melko helposti tekee huomattavaa vahinkoa ja undo -nappia ei ole. Hintaa selittää melko pitkälti kallis työkalusto, eivätkä räjämentitkään ilmaisia ole. Panostajalla on huomattavan suuri vastuu verrattuna oikeastaan mihinkään muuhun duunarityöhön. Myös vakuutukset on melko suuri kuluerä ja vahingon sattuessa omavastuut ovat silti suuret. Ei nimittäin paljoa innosta ottaa perskohtaista 10 000 euron riskia (omavastuu) jos työstä saa 500€ laskutettavaa.

tomimk

Minkäköhän takia avaruusteknologiassa (komeetan törmääjässä) käytetty "räjähde" oli vain passiivinen massankappale jolle oli vain saatu aikaan riittävä törmäysenergia (Osin tosin helpomman laskennan takia?)?

Tähän voinee vastata paremmin muut mutta voisin arvata että kineettistä energiaa on avaruudellisissa etäisyyksissä melko helppo saada aikaan. Riskit ovat pienemmät ja hyötysuhde parempi.

Konsta: ...joten jäähdytysvesi on varmasti erittäin korkeaktiivista.
Brainwashed: En tosiaankaan pidä itseäni minään asiantuntijana...

Neutroni
Seuraa 
Viestejä35368
tomimk
Tässä tavoitteena on kehittää uusi menetelmä. Ymmärtääkseni mitään fysikaalista estettä ei ole etteikö äkillistä paineennousua voisi saada aikaan muillakin menetelmillä?



Ei fysikaalista, mutta taloudellisia esteitä on.

Moderni nykytekniikka ei myöskään ole esteenä, esim. lineaarikiihdyttimellä (tosin ihan liian HI-Tech esimerkki??) saadaan esim.



Paljonko dynamiittia saa tyypillisen lineaarikiihdyttimen hinnalla? Ja toisaalta kauanko saat hiukkaskiihdyttimellä pommittaa kiveä, että siihen tulee edes pieni reikä? Esimerkki ei tosiaankaan liity kiven hakaisemiseen mitenkään.

Ymmärtääkseni kysymys on lähinnä siinä, että onko mahdollista toteuttaa menetelmää, mikä olisi kilpailukykyinen nykyisen "ylirahastetun" räjäytyslupaviidakon kanssa.



Ehkä se on mahdollista. Mutta vastaavien paineiden ja nousuaikojen tuottaminen kuin räjähteillä ei onnistu, jos hinta on merkittävä tekijä. Vaihtoehtoista kaupallista menetelmää pitää lähteä suunnittelemaan toisista lähtökohdista.

Minkäköhän takia avaruusteknologiassa (komeetan törmääjässä) käytetty "räjähde" oli vain passiivinen massankappale jolle oli vain saatu aikaan riittävä törmäysenergia (Osin tosin helpomman laskennan takia?)?

Törmääjä oli puhdasa kuparia, koska sen pilven koostumusta mitattiin spektroskooppisesti. Höyrystynyt kupari on helppo erottaa komeetan aineesta, eikä komeetan kuparipitoisuus ole erityisen kiinnostava asia. Toinen syy on se, että kosmisilla törmäysnopeuksilla massayksikköä kohti saatava liike-energia on paljon suurempi kuin räjähteillä. TNT:n lämpöarvo on noin 4 MJ/kg. Se vastaa liike-energiana nopeutta 2800 m/s. Deep impact-luotaimella oli törmäysnopeutta 10300 m/s, mitä vastaava energia on 53 MJ/kg.

Ilmakehässä tuollaiset nopeudet ovat aika mahdottomia. Tykkien kranaattienkin nopeudet ovat vain reilut 1000 m/s, ja ne aikaansaadaan, yllätys yllätys, räjähteillä. Ei sekään halpaa ole rahdata massiivista tykkiä räjäytettävän kiven viereen ja ladata sitä räjähdyspansota tykin piippuun.

Joo, ei lineaarikiihdytin (vaikka se on mahdollista tehdä alle 30cm pitkäksi) ole missään tapauksessa tähän oikea menetelmä. Tarkoitus oli vain ilmaista että mikään menetelmä ei ole itsestäänselvästi "ainoa mahdollinen".

Kaipaisin vielä arviota energiasta, jota tavanomaisesti räjäytyksessä käytetään.

Tästä olisi helppoa laskea esim. 100kG:n (tai 1000kG:n) massalle tarvittava liikenopeus jotta vastaava energia saavutettaisiin.

Energian suuruusluokasta saa havainnollisemman kuvan kun suhteuttaa sen esim. 1000kG:n massan pudotuskorkeuteen (vastaa toisin päin sitä, miten korkealle "paukku" voi ~auton painoisen möhkäleen ampua).

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Suosituimmat