POUIT TRHAC TECHNIKY PI MIMODNCH UDLOSTECH Pednejc Ing

POUŽITÍ TRHACÍ TECHNIKY PŘI MIMOŘÁDNÝCH UDÁLOSTECH Přednášející: Ing. Miroslav JANÍČEK © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Od počátku své existence musí lidstvo řešit větší či menší krizové situace, rozhodovat o záchraně hmotných a kulturních hodnot, ale v první řadě o uchování samotného života. Krizové situace různého charakteru mají ročně ve světě na svědomí tisíce lidských životů, nehledě na vysoké hmotné škody. Je proto přirozené, že se každá vyspělá společnost před nimi v různé míře chrání. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

KATASTROFY, PRŮMYSLOVÉ HAVÁRIE, ŽIVELNÍ POHROMY, TERORISMUS ……. . © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

V současnosti je charakteristické přecházet od pasivní obrany k účelně zaměřeným aktivitám, směřujícím do všech podstatných fází procesu krizového managementu. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Vědeckotechnický pokrok lidské společnosti přinesl vedle příznivých stránek vývoje výroby nejrůznějších potřeb (energie, surovin a užitkových prostředků různých forem) i velká nebezpečí vzniku mimořádných událostí uvolněním neregulovatelných hmot, energií a sil způsobujících ztráty na lidských životech a ničení získaných hodnot a životního prostředí. Tato nebezpečí známe v různých formách přírodních havárií, technologických havárií (jako jsou výbuchy, výrony nebezpečných škodlivin) a v násilném řešení politických vztahů (jako jsou revoluce, teroristické akce, války). © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Tato přednáška se zabývá využitím vojenských trhavin, průmyslových trhavin a trhací techniky k odstraňování následků přírodních pohrom a technologických havárií. Studijní materiál je rozdělen do tří kapitol. První kapitola pojednává o poslání a uplatnění trhací techniky. Další dvě kapitoly řeší porovnání vlastností trhavin pro použití při mimořádných událostech a příklady praktického využití trhací techniky v době mimořádných událostí státu. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

© Ing. Miroslav JANÍČEK 2007 1. POSLÁNÍ A UPLATNĚNÍ TRHACÍ TECHNIKY l Výbušniny se uplatňují velmi účelně v řadě národohospodářských odvětví, v souladu s platnými zákonnými ustanoveními a příslušnými předpisy : - především v zákonu č. 61/1988 Sb. , o hornické činnosti, výbušninách a o státní báňské správě ve znění pozdějších předpisů 240/2006 Sb. l Souhrnně nazýváme všechny způsoby vojenské a průmyslové aplikace výbušnin trhací práce a obor činnosti trhací technika.

Protože průmyslové využívání energie výbuchu není předmětem náplně této přednášky, je v této kapitole podán jenom rámcový, velmi stručný a zjednodušený přehled trhací techniky - především pro řadu souvislostí a možností porovnání mezi vojenskou a průmyslovou aplikací výbušnin a proto, že mnohdy je účelné i účinné přenášení zkušeností z vojenské trhací techniky na trhací práce ve strojírenství, hutnictví, hornictví, stavebnictví, zemědělství, lesnictví, při geofyzikálním průzkumu, energetice, dopravě a naopak. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Rozvojem a objemem trhacích prací zaujímá Česká republika přední místo mezi průmyslově vyspělými státy. Roční spotřebou více než 2 kg průmyslových trhavin a přibližně 4 rozbušek na jednoho obyvatele se řadí náš stát mezi prvních pět na světě. Není též bez zajímavosti, že na území našeho státu (v roce 1927 v rudných dolech u Banské Štiavnice) byl realizován vůbec první odstřel pro průmyslové účely v historii lidstva. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Trhací technika využívá pro průmyslové účely v převážné většině působení silných rázových vln, vyvolaných výbušnou přeměnou, zpravidla typu detonace. Největší objem výbušnin, spotřebovaných celosvětově i v České republice pro průmyslové účely, je používán pro rozpojování hornin, nejobvykleji v rámci těžby nerostných surovin. Na druhém místě je spotřeba trhací práce v rámci inženýrských staveb pozemních i podzemních (dálnic, železnic, vodních děl, ražba tunelů apod. ). Významný je i podíl dalších odvětví zemědělství a lesnictví, hutnictví strojírenství atd. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Současné prognózy předpokládají pro většinu technicky vyspělých států roční nárůst spotřeby průmyslových výbušnin asi o 9% zhruba do roku 2020 i přesto, že rozvoj nových těžebních a stavebních strojů již umožňuje (ne však hospodárněji) mechanické rozpojování i pevnějších a soudržnějších hornin. Roční náklady v naší republice na vrtací a trhací práce činní přibližně 5 až 6, 5 miliard korun. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Prostředky trhací techniky Všechny výbušniny, používané pro trhací práce spolu s prostředky a pomůckami, které umožňují nebo usnadňují bezpečné a efektivní uplatnění výbušnin, nazýváme souhrnně prostředky trhací techniky. Rozdělujeme je na: - prostředky pro vlastní rozpojování materiálu a vyvolání silných rázových vln - v podstatě se jedná o speciální náloživo a průmyslové trhaviny - prostředky pro roznět výbušnin (zpravidla trhavin) a pro přenos hoření a detonace - rozněcovadla - prostředky pro nabíjení a ucpávání, zdroje roznětného proudu, kontrolní přístroje, pomůcky roznětu elektrického, zápalnicového či bleskovicového roznětu - pomůcky trhací techniky. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Obecná charakteristika trhavin Ø Trhaviny jsou výbušniny, které jsou schopny velmi rychle uvolnit značné množství energie řádově 4187 k. J/kg. Výbušná přeměna trhavin může probíhat různým způsobem od klidného výbuchového hoření po ustálenou detonaci. Hlavním a prakticky využívaným typem výbušné přeměny trhavin je detonace, při které se trhavina rozkládá velmi rychle ve stálé zplodiny převážně plyny, které v okamžiku svého vzniku mají vyšší hustotu než původní výbušnina. Ø Detonace je zvláštním typem exotermické reakce, která je vždy provázena rázovou vlnou. Chemická reakce při detonaci je zahájena v důsledku zahřátí, které vzniká rázovým stlačením látky a následně probíhá tak rychle, že veškerá energie obsažená ve výbušnině se uvolňuje dříve než dojde k značnější expanzi látky. Uvolněná energie je dostačující k udržení rázové vlny. Z toho vyplývá, že při detonaci na rozdíl od hoření reakční produkty mají zpočátku vyšší hustotu než nezreagovaná výbušnina a pohybují se ve směru pohybu čela reakce. Přenos energie z oblasti, ve které proběhla reakce na nezreagovanou látku, se uskutečňuje kompresními vlnami a jako při hoření přenosem tepla. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Ø Při detonaci jsou proto charakteristické velmi vysoké tlaky stejně jako rychlé uvolnění značného množství energie, což se projevuje ničivým účinkem na okolní prostředí. Detonace trhavin se proto využívá k trhání (rozpojování) pevných materiálů a jako zdroje silných rázových vln. Ø Trhaviny jsou buď chemicky individuální látky (obvykle organické) nebo směsi výbušnin (trhavin), dále směsi trhavin s látkami nevýbušného charakteru i směsi látek, z nichž žádná sama o sobě není výbušná. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Pojem trhavina má dva významy: q Detonace schopná brizantní výbušnina vyžadující pro iniciaci detonace dostatečně silný vnější podnět. Výbušnina (směs) určená k trhání (rozpojování) pevných materiálů. q © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Hlavní vlastnosti trhavin Mezi hlavní vlastnosti trhavin patří: - citlivost - vlastnost výbušniny vyjádřená velikostí podnětu nutného k vyvolání výbuchu. Mírou citlivosti trhaviny je maximální energie počátečního podnětu postačující k zahájení výbušné přeměny, - výbuchové teplo - je teplo, které se vyvine při výbuchu určitého množství trhaviny, zpravidla vztažené na 1 kg trhaviny, - výbuchová teplota - je teplota zplodin po výbuchu, dosahuje 2000 až 4000 o C, - brizance - je schopnost trhaviny tříštit pevná tělesa ležící v bezprostřední blízkosti zdroje výbuchu posuzovaná z různých praktických zkoušek nebo z hodnot zjištěných z termodynamických dat. Zjišťuje se nejčastěji praktickými zkouškami, stlačením olověného nebo měděného válečku výbuchem zkoušeného vzorku trhaviny, © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

1. 2. 3. 4. 5. - detonační rychlost - je rychlost šíření detonace hmotou trhaviny. Závisí hlavně na druhu trhaviny a její hustotě, zjišťuje se měřením, - měrná hmotnost - je podíl hmotnosti trhaviny a jejího objemu. Udává se v kg cm-3 nebo v g cm-3. Zpravidla se tím rozumí měrná hmotnost trhaviny upravená do konečného tvaru litím, lisováním apod. - pracovní schopnost - je schopnost trhaviny konat práci, posuzovaná podle výsledku smluvené zkušební metody, např. v Trauzlově bloku, balistickém moždíři apod. - stabilita - je schopnost trhaviny zachovat si fyzikální, chemické a balistické vlastnosti a stálost v míře nutné pro dlouhodobou použitelnost a bezpečnost skladování. Zjišťuje se zkouškami, - kyslíková bilance - je rozdíl mezi množstvím kyslíku v trhavině a jeho množstvím potřebným k úplnému spálení všech složek trhaviny. Kyslíková bilance může být kladná, vyrovnaná a záporná. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Všechny vojenské trhaviny mají zápornou kyslíkovou bilanci. Průmyslové trhaviny mají zpravidla kyslíkovou bilanci vyrovnanou, popř. kladnou. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

VOJENSKÉ TRHAVINY Od vojenských trhavin se požaduje především vysoká chemická a fyzikální stálost. Vzhledem k dlouhodobému skladování v době míru i skladování za nepříznivých podmínek, s kterým se u munice a náloživa musí počítat, vojenská trhavina musí být tak stabilní, jak jen je to možné. Obvykle se u vojenských trhavin požaduje chemická a fyzikální stabilita od 5 do 15 let. Základní vojenské trhaviny tritol (TNT), hexogen, oktogen i pentrit, které samotné mají dobrou chemickou stabilitu - dlouhou chemickou životnost tyto požadavky splňují. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Do výzbroje AČR jsou zavedeny tyto trhaviny: - tritol (šupinkový, lisovaný, litý, prostřikovaný) - plastická trhavina Pl Np 10 - plastická trhavina Pl Hx 30 - pentrit - hexogen. Ženijní náloživo používané v AČR je určeno k trhacím pracím všeho druhu. Náloživo je vyrobeno z tritolu, proto všechny výpočty uvedené v této přednášce se vztahují k této trhavině. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Ženijní náloživo je dvojího druhu: a) normální náloživo - 75 g tritolová náložka - 200 g tritolová náložka S (lisovaná nebo prostřikovaná) - 400 g tritolová náložka (lisovaná nebo prostřikovaná) - 1 kg tritolová náložka (bezobalová nebo prostřikovaná) - 3 kg tritolová náložka (bezobalová nebo prostřikovaná) b) speciální náloživo - táhlá náložka TN - usměrněná táhlá náložka UTN-2, UTN-11 - průbojná náložka PN-4, PN-14. Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

PRŮMYSLOVÉ TRHAVINY Zatímco trhaviny, používané ve vojenské technice, jsou zpravidla chemická individua anebo jejich směsi o poměrně velmi malém počtu složek, představují průmyslové trhaviny obvykle směsi anorganických a organických látek o takových chemických a fyzikálních vlastnostech, aby za podmínek, pro které jsou určeny, vykazovaly potřebné výbušinářské a bezpečnostní parametry při nevelkých výrobních nákladech. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Průmyslové trhaviny nejčastěji obsahují: Ø oxidovadla Ø paliva Ø výbušné sloučeniny Ø flegmatizátory Ø senzibilizátory. Průmyslové trhaviny se liší od vojenských zásadně nižší cenou (přibližně 5 až 10 x), podstatně kratší záruční a spotřební lhůtou (obvykle 4 až 12 měsíců), zpravidla nižší brizancí, ale obvykle příznivějším složením (s menším obsahem jedovatých plynů) výbuchových zplodin pro použití v dolech. Při použití průmyslových trhavin v AČR je třeba se řídit pokyny výrobce pro jejich bezpečné a ekonomické využití. Průmyslové plastické a poloplastické trhaviny obsahují vždy nitroglycerín a nitroglykol, jejichž páry působí silné bolesti hlavy. Proto je třeba při jejich používání dbát na dobré větrání pracoviště. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

© Ing. Miroslav JANÍČEK 2007 2. Porovnání vlastností trhavin pro použití v mimořádných událostech Jak je uvedeno v první kapitole a úvodu této přednášky, může být výbuch jedním z faktorů technologické havárie. Méně známou skutečností je využití energie výbuchu při destrukci objektů, hašení požárů, uvolnění průtoku vody a v celé řadě událostí při odstraňování především přírodních pohrom a technologických havárií. Energii uvolněnou při výbuchu, nemůžeme chápat jen jako negativní činnost s následnými ničivými důsledky. Prostřednictvím trhací techniky je možné snížit dobu potřebnou na vykonání práce jinými prostředky, využít možnost včasného použití s dostatečnou účinností.

Je rozdíl mezi jednotlivými druhy trhavin. Zatím co průmyslové trhaviny jsou cenově dostupnější, lze pomocí vojenských trhavin dosáhnout vyšší účinnosti a přesnosti, tedy lepší možnosti splnění cíle, pro něž jsou určeny. Je to dáno celou řadou vlastností, kterými vojenské trhaviny disponují. Velkou předností vojenských trhavin je jejich chemická a fyzikální stálost, poměrně vysoká brizance a pracovní schopnost. Pokud mluvíme o přednostech vojenských trhavin, musíme brát na zřetel především ženijní náloživo (a to jak normální, tak speciální), které je pro destrukce za všech podmínek vyráběno a odzkoušeno v praxi. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Odborníci především z řad Armády České republiky, kteří s náloživem pracují, mají podle předpisů (například Žen-2 -6 Trhaviny a ničení) pro destrukci jednotlivých objektů stanoveny vzorce podle jednotlivých druhů náloživa. Tím se výpočet množství trhavin a jeho umístění zjednodušuje a zvyšuje se bezpečnost při jeho použití. Záporná kyslíková bilance vojenských trhavin má své výhody, především při využití trhavin proti šíření požárů. Zásoby vojenských trhavin a náloživa jsou poměrně velké a zpravidla stejnoměrně rozložené v jednotlivých regionech po celém území České republiky, což zjednodušuje odběr, manipulaci, pružnost v doplňování trhavin a rozněcovadel odborníkům až do samého místa použití. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

3. PŘÍKLADY PRAKTICKÉHO VYUŽITÍ TRHACÍ TECHNIKY V DOBĚ MIMOŘÁDNÝCH UDÁLOSTÍ STÁTU © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007 l 1. Využití trhací techniky při ochraně proti šíření požáru Využití trhací techniky při ochraně proti šíření přízemního požáru pomocí soustředěné nálože Výbuchem náloží je možno zastavit šíření přízemního požáru. V tomto případě se dá využít dvou vlastností trhaviny a to kyslíkové bilance a působení rázové vlny.

Kyslíková bilance Na složení zplodin výbuchu má velký vliv relativní obsah kyslíku v trhavině. K jeho posouzení se používá pojmu kyslíková bilance, kterým se rozumí přebytek nebo nedostatek kyslíku v trhavině vzhledem k množství kyslíku potřebného pro úplné oxidace (spálení) v trhavině obsaženého uhlíku a vodíku na oxid uhličitý a vodu. Kyslíková bilance se vyjadřuje v hmotnostních procentech (tj. v g kyslíku na 100 g trhaviny). © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Kyslíková bilance (KB) se vypočte podle vzorce: kde a, b, c, d označují počet atomů C, H, O, a N v trhavině a složení Ca Hb Oc Nd a Mr značí relativní molekulovou hmotnost trhaviny. Je zřejmé, že kyslíková bilance může být kladná, záporná nebo vyrovnaná (nulová). Kyslíková bilance ukazuje, kolik g kyslíku je potřeba nebo přebývá ve 100 g trhaviny na úplnou oxidaci v ní obsažených spalitelných prvků. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Příklad kyslíkové bilance tří trhavin: - Tritol (TNT): - Nitroglycerín: - Nitroglykol: KB = - 74 % KB = + 3, 51 % KB = 0. Z uvedeného příkladu vyplývá, že v případě výbuchu 1000 g TNT (tritolu, což je základní vojenská trhavina se zápornou kyslíkovou bilancí), spotřebuje z ovzduší 740 g kyslíku. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Vzduch je směs plynů o následující objemové koncentraci: -78, 03 % dusíku (N 2) -20, 99 % kyslíku (O 2) -0, 03 % oxidu uhličitého (CO 2) -0, 95 % ostatních plynů (argon, neon, krypton aj. ). Hustota suchého vzduchu při tlaku p a teplotě t se určí z výrazu: = © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

0 p 0 = = = 1, 276 kg m-3, 105 Pa, 0, 003 66 K-1 Z uvedeného výrazu se dá odvodit, že normální hustota suchého vzduchu je 1, 276 kg m-3. Jak je zřejmé z objemové koncentrace vzduchu, největším procentuálním podílem jsou zastoupeny ve vzduchu právě dusík a kyslík. Hustota dusíku činí 1, 234 kg m-3 a kyslíku 1, 409 kg m-3. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Jak je zřejmé z objemové koncentrace vzduchu, největším procentuálním podílem jsou zastoupeny ve vzduchu právě dusík a kyslík. Hustota dusíku činí 1, 234 kg m-3 a kyslíku 1, 409 kg m-3. Jednoduchým výpočtem z procentuálního obsahu kyslíku ve vzduchu a jeho hustoty jsme schopni stanovit, že 1 m 3 vzduchu obsahuje 295, 749 g kyslíku. To znamená, že nálož o hmotnosti 1000 g TNT (tritolu) spotřebuje při své záporné kyslíkové bilanci 740 g kyslíku (O 2), který je obsažen v 2, 502 m 3 vzduchu. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Význam záporné kyslíkové bilance: Jak vyplývá z uvedeného příkladu, vojenské trhaviny (TNT) se zápornou kyslíkovou bilancí při výbuchu odnímají z okolí značné množství kyslíku, této vlastnosti se s výhodou může použít při ochraně proti šíření požáru. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Rázová vlna Detonace je výbušná přeměna, při níž vzniká v trhavině detonační vlna, pohybující se rychlostí větší, než je rychlost zvuku. Rychlost výbušné přeměny při detonaci dosahuje hodnot řádově tisíců metrů za sekundu. Příkladem takové detonace je výbušná přeměna trhavin, bleskovic a rozbušek, doprovázená silným zvukovým efektem a projevující se detonačním účinkem na okolí. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Soudobá hydrodynamická teorie detonace vychází z předpokladu, že při detonaci vzniká ve výbušnině tzv. detonační vlna, která je zvláštním případem rázové vlny. Rázová vlna je charakterizována těmito typickými znaky: - rychlostí vyšší než je rychlost zvuku v příslušném prostředí - náhlou změnou parametrů plynu (tlak, hustota, teplota, rychlost) - pohybem prostředí (dynamický tlak), tj. pohybem částic stržených průchodem rázové vlny ve směru pohybu vlny. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

1. 2. 3. 1. 2. Rázová vlna je charakterizována těmito typickými znaky: rychlostí vyšší než je rychlost zvuku v příslušném prostředí náhlou změnou parametrů plynu (tlak, hustota, teplota, rychlost) pohybem prostředí (dynamický tlak), tj. pohybem částic stržených průchodem rázové vlny ve směru pohybu vlny. Aby mohla rázová vlna vzniknout, je třeba splnit dvě podmínky: Existenci prostředí, v němž může rázová vlna vzniknout (ve vakuu se nemůže rázová vlna vytvořit); Dostatečný impuls, který je schopen vyvolat rázovou vlnu. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Charakteristickou zvláštností rázové vlny je to, že prostředí za vlnou se šíří ve směru pohybu vlny. Přesunem částic plynu z vrstev ležících bezprostředně za vrstvou stlačení ve směru šíření rázové vlny, nastává při pohybu rázové vlny zhuštěné prostředí. Ve vzdálenějších vrstvách následkem toho vzniká vrstva zředění, ve které je tlak menší než tlak atmosférický (viz. obr. č. 1). Vzdálenost od čela vlny do začátku vrstvy zředění se nazývá délka rázové vlny. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

© Ing. Miroslav JANÍČEK 2007 Obr. č. 1 Schéma šíření rázové vlny v plynném prostředí 1 - místo výbuchu, 2 - vrstva atmosférického tlaku, 3 - vrstva zředění, 4 vrstva stlačení, Δp - přetlak v čele rázové vlny, 5 - čelo rázové vlny

© Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Obr. č. 2 Využití působení rázové vlny a záporné kyslíkové bilance při zastavení šíření pozemního požáru © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Šíření pozemního požáru

Význam rázové vlny: Narazí-li rázová vlna na dokonale tuhou překážku (ocel, beton atd. ), musí se pohyb hmotného prostředí okamžitě zastavit. Náhlým zabržděním tohoto pohybu vzniká značný tlak na překážku, který je možno přirovnat tlaku větru na plachtu, ovšem s nesrovnatelně větší silou. Rázová vlna působí tedy na překážku jednak zvýšeným tlakem, jednak dynamickými silami vyvolanými nárazem prostředí. U silných rázových vln dynamické síly několikrát převyšují působení tlaku. Záporné kyslíkové bilance a působení rázové vlny se dá využít při zastavení šíření pozemního požáru. V praxi se rozmístí soustředěné nálože (o hmotnosti cca 6 kg), nebo protitankové miny (hmotnost trhaviny cca 6 -8 kg) v řadě ve vzdálenosti 1 m od sebe a odpálí se současně těsně před příchodem čela požáru (viz obr. č. 2). © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Využití trhací techniky při zřizování požárních ochranných pásů trháním hornin na výhoz Pomocí trhavin lze zřizovat požární ochranné pásy není-li k dispozici potřebná technika k zřizování těchto pásů oddrnováním, např. buldozer, tank s radlicí apod. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

© Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Nálože umístěné pod zemí a připravené k odpálení se nazývají podkopy. Mohou být použity k výhozu horniny, tj. s vnějším účinkem, nebo ke kypření horniny a rozpojování hornin, tj. s účinkem pod povrchem. Pro zřizování protipožárních pásů (s ohledem na okolnosti jako je šířka, hloubka a délka pásu), je výhodné použít dvouřadé nebo třířadé trhání. Dvouřadé a třířadé trhání horniny se používá k vytvoření protipožárních pásů výkopů lichoběžníkového profilu, jejichž šířka je ve dně větší než jejich dvojnásobná hloubka. Při dvouřadém trhání horniny na výhoz viz. obr. č. 4 a 5 se nálože obou řad umísťují proti sobě, u tří řad se nálože střední řady rozmístí do mezer mezi náložemi krajních řad, tj. šachovitě. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Princip výpočtu soustředěných náloží: V průběhu let vzniklo mnoho principů, empirických a poloempirických vztahů pro výpočet soustředěných náloží. Základní princip pro výpočet hmotnosti nálože potřebné pro rozpojení daného objemu je princip zformulovaný pro soustředěnou nálož, který se v praxi dodnes univerzálně aplikuje pro výpočty soustředěných i válcových náloží. Jeho podstata je následující. Pokud necháme soustředěnou nálož Q vybuchnout v hornině, v přiměřené vzdálenosti V od rovné neohraničené volné plochy (B ≥ 2 V), obr. 3, výbuch rozpojí objem ve tvaru kužele, mluvíme, že těleso rozpojení – výtrž – má tvar kužele s kruhovou základnou v rovině volné plochy, s vrcholem v těžišti nálože, a jeho výšku tvoří záběr nálože V. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Obr. č. 3 Těleso rozpojení (normální výtrž) po výbuchu soustředěné nálože na neohraničenou šířku volné plochy © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Při trhání horniny na výhoz považujeme za normální – standardní – výtrž s úhlem = 90. V tomto případě lehce dokážeme, že objem kužele O = V 3. Ukazatelem účinnosti podkopu n je poměr poloměru nálevky r k přímce nejmenšího odporu (k hloubce uložení nálože) V, tedy: n = r/V = 1 Ø Ø Podle výsledné hodnoty n se podkopy dělí na : normální kde n = 1, tj. r = V zesílené kde n ≥ 1, tj. r ≥ V otřesné, kdeseúčinekprojevínapovrchjen rozpojením a sesednutím horniny hluché, kde se účinek na povrchu neprojeví. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Normální a zesílené podkopy se používají při trhání horniny na výhoz. Odpálením těchto podkopů se vytvoří nálevky, jejichž rozměry odpovídají použitím podkopu. Tyto podkopy se stanoví podle vzorce: N = Abr 3 kde: N je hmotnost trhaviny v kg r je poloměr nálevky v m A je koeficient pro trhání horniny, zdiva a železobetonu, závislý na druhu horniny, je-li hornina složena z více vrstev, bere se koeficient A pro nejpevnější materiál b je koeficient závislý na ukazateli účinnosti podkopu. Obě tyto hodnoty lze získat z tabulek, například ze služebního předpisu Žen-2 -6 “TRHAVINY A NIČENÍ”. Při dvouřadém trhání se nálože stanoví podle stejných zásad jako při trhání jedné řady a jsou v obou řadách stejné. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Při třířadém trhání se nálože střední řady ve srovnání s náložemi krajních řad zvětší o 25%, aby hornina byla co nejvíce rozhozena do stran a výkop byl horninou co nejméně zasypán. Z tohoto důvodu je výhodné odpálit nálože střední řady s 2 až 3 sekundovým zpožděním. Při dvouřadém trhání je šířka výkopu v úrovni terénu rovna 3 r, ve dně r, při třířadém trhání se k šířce v úrovni terénu i ve dně přičítá ještě r. Vzdálenost mezi jednotlivými náložemi v řadách a mezi řadami jsou u dvouřadého i třířadého trhání rovny poloměru nálevky r. Při dvouřadém trhání se nálože stanoví podle stejných zásad jako řady a jsou v obou řadách stejné. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Obr. č. 4 Rozmístění náloží při dvouřadém trhání horniny a zřízení protipožárního pásu pomocí trhaviny © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Využití trhací techniky při zřizování požárních ochranných pásů kácením stromů Trhavinami je možno urychlit vytváření požárních ochranných pásů tím, že se jich použije ke kácení stromů. Dřevěné prvky (kulatina, hranol, stromy a piloty) se trhají volně přiloženými, vnitřními náložemi, nebo volně uloženými náložemi. Hmotnost potřebné nálože se stanoví na základě výpočtů a podle následujících vzorců, způsob trhání se stanoví podle okolností (čas, konkrétní podmínky atd. ) a nálož se umístí podle © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007 uvedených zásad.

© Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Nálož se upevní k trhané kulatině tak, aby k ní pevně přiléhala. Jestliže má kulatina kůru, odstraní se odseknutím obliny, čímž se vytvoří rovná plocha (viz. obr. č. 5). © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Obr. č. 5 Trhání kulatiny volně přiloženou náloží a) upevnění nálože na oblinu, b) oblina je odseknuta, 1 - nálož, 2 - vázací drát, 3 - odseknutá oblina, 4 - časový rozněcovač. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Při kácení stromu do požadovaného směru se upevní nálož na kmen z té strany, na kterou má strom spadnout. Přitom je nutno počítat s tím, že směr pádu může být ovlivněn nakloněním koruny na některou stranu, větrem apod. (viz. obr. č. 6). © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Obr. č. 6 Stržení stromu do požadovaného směru (ve směru šipky) © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

© Ing. Miroslav JANÍČEK 2007 Obr. č. 7 Způsob vytvoření ochranného požárního pásu porážením stromů vrcholem proti požáru

© Ing. Miroslav JANÍČEK 2007 Obr. č. 8 Způsob odtažení poražených stromů

Vytváření ochranných požárních pásů porážením stromů se provádí v praxi tak, že se v řadách porazí jednotlivé stromy pomocí vypočítaných náloží vrcholem proti požáru (viz. obr. č. 7). Následně se za pomocí buldozerů, tanků, nebo jiné těžké techniky odtáhnou poražené stromy od požáru (viz. obr. č. 8). © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Využití trhací techniky při hašení požárů pomocí trhání vodárenských věží a ocelových nádrží s vodou Pokud se oheň rozšiřuje v blízkosti vodárenské věže nebo ocelových nádrží s vodou, které se nacházejí ve vyšší poloze, je možno zabránit šíření požáru pomocí jejich zničení. Při ničení vodárenské věže z cihel a kamene se soustředěná nálož ukládá na podlahu, pokud možno ve středu půdorysu. Hmotnost nálože se stanoví tak, že na 1 m 3 obestavěného prostoru (prostoru od podlahy ke stropu) se počítá 1 kg trhaviny normální účinnosti nebo 1, 5 kg trhaviny malé účinnosti. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Železobetonové vodárenské věže se ničí trháním nosných sloupů volně přiloženými soustředěnými náložemi stanovenými pro vyrážení betonu. S výhodou zde může být použito usměrněných táhlých náloží z náložek UTN-2. Ocelová nádrž naplněná vodou se ničí 2 kg náloží trhaviny normální účinnosti spuštěnou na dno. Není-li možno spustit nálož na dno nádrže, ničí se nádrž 2 kg volně přiloženou náloží, umístěnou zvenku na dno. Tuto nálož je většinou potřeba podepřít fošnou nebo jiným materiálem. Ventily, potrubí, šoupátka apod. se trhají náložemi o hmotnosti 0, 2 kg. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Využití trhací techniky při destrukcích objektů a trhání ledu Při vzniku mimořádné události, především přírodních pohrom a technologických havárií dochází v závislosti působení negativních sil často k narušení zdiva budov, podpěr mostů, silničních komunikací, letištních ploch, železničních svršků, vodních staveb a zařízení. Rovněž může dojít vlivem silných mrazů k vytvoření ledových zácp na řekách, uvíznutí plavidel v plavebních drahách. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Ve všech těchto případech je možno s výhodou využít pyrotechniků Armády České republiky, kteří za pomoci trhací techniky provedou dokončení destrukce narušeného objektu, uvolnění uvíznutých plavidel nebo uvolnění závalů či naplaveného materiálu. Situací, kdy je možno s úspěchem využít trhací techniky je velké množství, překračují však rámec této přednášky. Z těchto důvodů uvádím pouze hlavní zásady, které musí být dodrženy. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Příprava objektů k ničení za pomocí trhací techniky a vlastní ničení vyžaduje: Ø určení specialistů schopných provést tyto práce (mající příslušné oprávnění) a vydání rozkazu pro splnění daného úkolu Ø provedení průzkumu narušeného objektu (zamrzlé řeky) a zpracování hlášení Ø zpracování plánu ničení (destrukce, uvolnění plavební dráhy apod. ) Ø vyžádání a odběr potřebného množství trhavin a rozněcovadel Ø příprava objektu k ničení Ø zabezpečení včasného, dokonalého a bezpečného zničení objektu Ø hlášení o výsledku ničení. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Rozsah a způsob splnění jednotlivých úkolů závisí na situaci a na daných podmínkách, tj. na stupni narušenosti objektu, množství času, počtu pracovníků (specialistů), materiálu a prostředků, které jsou k dispozici apod. Pyrotechnici (specialisté) kteří budou provádět ničení (destrukci) objektů se musí při výpočtech velikosti a zásadách umisťování náloží bezpodmínečně řídit ustanoveními předpisu Žen – 2 - 6 TRHAVINY A NIČENÍ. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

ZÁVĚR Jak ukázaly zkušenosti při řešení situací v období povodní, které postihly náš stát v roce 1997, 1998. 2000 a 2006 je použití trhací techniky při zvládání některých situací nedořešeno. Někdy včasný a rychlý zásah za pomocí trhací techniky může zabránit vzniku ještě vyhrocenější situace, nebo zabránit vážnějším následkům. Trhací techniku lze použít vždy tam, kde nehrozí bezprostřední ohrožení životů a majetkem následkem ničivého účinku výbuchu. Při řešení v různých krizových situacích je použití trhací techniky velmi vhodné, neboť při řešení úkolů jde zpravidla o čas a ekonomické možnosti, kde správné a včasné využití trhací techniky dokazuje její výhodnost. © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

Seznam literatury: l l l l l Brebera, S. , Fišer, M. SPECIÁLNÍ TECHNIKA I. díl. 1. vyd. Praha: FMVS, 1976 Brebera, S. , Fišer, M. SPECIÁLNÍ TECHNIKA II. díl. 1. vyd. Praha: FMVS, 1976 Dojčár, O. , Horký, J. , Kořínek, R. TRHACIA TECHNIKA. 1. vyd. Ostrava: MONTANEX, a. s. 1996. ISBN 80 -85780 -69 -0. Peltan, K. Základy krizového managementu I. díl. skripta, Vojenská akademie Brno, 1996 Zákon č. 133/1985 Sb. , „O požární ochraně" ve znění zákona ČNR č. 425/1990 Sb. Zákon ČNR č. 61/1988 Sb. „O hornické činnosti, výbušninách a o státní báňské správě" ve znění pozdějších předpisů 240/2006 Sb. „O hornické činnosti, výbušninách a o státní báňské správě v případě výbušných předmětů". Usnesení vlády České republiky č. 246/1993 Sb. , "O zásadách integrovaného záchranného systému". PŘEDPIS Děl-27 -4. Bezpečnostní opatření při práci s municí a výbušninami a ničení munice. Praha 1963 PŘEDPIS Žen-2 -6. Trhaviny a ničení. Praha 1982 © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007

DĚKUJI ZA POZORNOST © Ing. Miroslav JANÍČEK 2007