Kallion rikkominen

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

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)

Vierailija
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.

Vierailija

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...

Vierailija

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
Liittynyt18.3.2005
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.

Vierailija

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.

Vierailija
Herra Tohtori
normaalilämpötilassa (nolla astetta Celciusta) j

Normaalilämpötilalla tarkoitetaan huoneen lämpötilaa, n. 20*C

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26854
Liittynyt16.3.2005
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.

Vierailija

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
Liittynyt7.3.2006

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...

Vierailija

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

Vierailija
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.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat