РД 52.37.659-2004

     
РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по применению системы принудительного спуска лавин
газовой пушкой "GAZ.EX"

     

Дата введения 2005-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Отделом стихийных явлений ВГИ Росгидромета

2 РАЗРАБОТЧИКИ А.X.Аджиев, д-р физ.-мат. наук, проф., зав. ОСЯ ВГИ (руководитель темы); М.М.Багов, зав. лаб. гляциологии ВГИ; М.Б.Агзагова, канд. физ.-мат. наук

3 ВНЕСЕН Отделом активных воздействий и государственного надзора УСНК Росгидромета

4 ОДОБРЕН Центральной комиссией Росгидромета по приборам и методам получения и обработки информации о состоянии природной среды (ЦКПМ), протокол N 1 от 22.01.2004

5 УТВЕРЖДЕН Руководителем Росгидромета 01.09.2004

6 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ГУ ЦКБ ГМП за номером РД 52.37.659-2004 от 26.07.2004

7 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

     1 Область применения

Настоящие методические указания устанавливают порядок подготовки и применения системы принудительного спуска лавин газовой пушкой "GAZ.EX".

Методические указания предназначены для руководства и применения инженерно-техническим персоналом служб по активному воздействию на лавины в организациях и учреждениях Росгидромета (далее - служба), осуществляющих принудительный спуск лавин.

     2 Термины, определения и сокращения

2.1 В настоящих методических указаниях применены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1.1 Активное воздействие - преднамеренное воздействие на лавины с целью регулировать их самопроизвольный сход и уменьшить возможный вред населению и экономике.

2.1.2 Высота и месторасположение уступа в зоне транзита - такая высота уступа и его положение в зоне транзита, которые влияют на дальность выброса лавины: чем больше высота уступа и чем ближе он расположен к участку, где лавина развивает максимальную скорость, тем длительней прыжок лавины.

2.1.3 Зона зарождения лавин - участок горного склона, где накапливается масса снега, которая может потерять устойчивость и образовать лавину. По превышению зоны зарождения лавин над основанием склона совместно с углом наклона зоны транзита можно определить расстояние от зоны зарождения лавины до ее остановки и судить о возможных скоростях движения лавин.

2.1.4 Площадь зоны зарождения лавин - площадь, определяющая размеры лавинных обрушений. С ее увеличением объем лавин возрастает.

2.1.5 Размеры зоны остановки - размеры, которые в основном определяют толщину лавинных отложений: чем больше размеры зоны отложения, тем лучше условия растекания лавинного снега и тем меньше толщина лавинных отложений.

2.1.6 Размеры зоны транзита и степень ее извилистости - характеристики, которые определяют следующее:

1) возможность нарастания массы лавины за счет вовлечения в нее снега, расположенного в зоне транзита;

2) возможность выхлеста лавины из канала стока, который происходит в случае, когда поперечное сечение зоны транзита меньше поперечного сечения лавинного потока, либо когда извилистый участок расположен там, где лавина имеет значительную скорость и достаточно большой объем. В этом случае значительная часть лавинного потока может выйти за пределы канала стока. В целом, чем выше степень извилистости канала стока, т.е. чем чаще и резче он меняет свое направление, тем меньше скорость движения лавин.

2.1.7 Угол наклона зоны транзита - такой угол наклона зоны транзита, который существенно влияет на скорость движения лавин, с его увеличением скорость увеличивается и соответственно увеличивается дальность выброса лавин.

2.1.8 Угол наклона зоны зарождения лавин - такой угол наклона этой зоны, который влияет на количество (толщину слоя) накапливаемого снега в зоне зарождения и частоту его обрушений. С увеличением этого угла объем лавин уменьшается.

2.1.9 Угол наклона зоны остановки - такой угол наклона зоны остановки лавины, который влияет на распространение лавинного снега в этой зоне: чем лучше сопряжение зоны транзита и зоны отложения, тем больший путь пройдет лавина.

2.1.10 Характер и амплитуда расчленения зоны зарождения лавин - эти характеристики влияют на размеры лавин. При большой густоте и амплитуде расчленения зона зарождения представляет собой совокупность отдельных зон зарождения, размеры которых зависят от частоты и глубины ее расчленения - многокамерные зоны зарождения. Обрушение лавин из многокамерных зон зарождения в большинстве случаев происходит раздельно по каждой камере, и только в аномально многоснежные годы обрушение может происходить по всей площади зоны зарождения.

2.1.11 Шероховатость подстилающей поверхности - характеристика, которая определяется высотой и частотой распределения ее неровностей. Подстилающая поверхность может быть представлена скалами и/или осыпями с различным размером каменных глыб, грунтом, травой, мелкими кустарниками и древостоем. В зависимости от шероховатости подстилающей поверхности минимальная толщина слоя снега, при которой возможен сход лавин, может меняться от нескольких сантиметров до нескольких метров. На ровных склонах, покрытых травянистой растительностью, лавины могут формироваться при толщине снежного покрова менее 15 см. На склонах, покрытых крупноглыбовыми осыпями, для возникновения лавин необходимо более значительное количество снега.

     3 Общие положения

3.1 Система "GAZ.EX" предназначена для принудительного спуска лавин из очагов лавинообразования.

3.2 Порядок подготовки и эксплуатации системы "GAZ.EX" установлен в инструкции [1].

3.3 Порядок обеспечения безопасности применения системы при воздействии на очаги лавинообразования изложен в работах [2, 3].

3.4 Право на приобретение и эксплуатацию средств активного воздействия на метеорологические и другие геофизические процессы, в частности, на лавины, имеют специализированные организации, учреждения и предприятия Росгидромета, имеющие соответствующую лицензию. Лицензия оформляется Росгидрометом в соответствии с инструкцией [3].

     4 Состав, принцип работы и основные технические характеристики системы "GAZ.EX"

4.1 В систему "GAZ.EX" согласно рисунку 4.1 входят следующие элементы конструкции.

1 - стандартная газовая пушка; 2 - инерционная газовая пушка; 3 - капор;
4 - трубопроводы; 5 - пластиковые трубы

Рисунок 4.1 - Система "GAZ.EX"

4.1.1 Капор 3 - укрытие, в котором расположены:

1) командный пункт, где установлен компьютер со специальной программой, при помощи которой эксплуатируется вся система;

2) баллоны с пропаном и кислородом;

3) клапаны;

4) электрические и электронные системы управления;

5) устройство для приема радиосигналов;

6) устройство по определению параметров снежного покрова.

Один капор может обслуживать до пяти взрывных устройств. Внешний вид капора дан на рисунке 4.2.

а - командный пункт; б - баллоны с кислородом и пропаном; в - громоотвод, радиоантенна и солнечные батареи

Рисунок 4.2 - Капор системы "CAZ.EX"

4.1.2 Взрывное устройство - газовая пушка (рисунок 4.3), в которой от запала производится взрыв газовой смеси.

а - общий вид; б - вид спереди; в - вид сбоку

Рисунок 4.3 - Газовая пушка

Конструкция газовой пушки имеет два принципиально разных вида:

1) стандартная газовая пушка. Такую пушку устанавливают на скальном грунте с поддерживающими стержнями для крепления передней части, закрепленными на основании при помощи эпоксидной смолы. Основание пушки размещают в бетонном фундаменте;

2) инерционная газовая пушка. Такой вид конструкции используется для установки на участках, где горная порода слаба, или основание не позволяет использовать анкерные стержни и при установке стандартной модели требуется дорогостоящее бурение породы. Принцип действия инерционной газовой пушки тот же, что и у стандартной, но конструкция изменена. Анкерные стержни заменены противовесом, присоединены к газовой пушке и размещаются на бетонной стойке.

4.1.3 Два трубопровода для подачи газа, которые соединяют капор и газовую пушку.

4.2 Система "GAZ.EX" обеспечивает слежение за накоплением снега, а также инициирует принудительный спуск лавин путем использования эффекта от взрыва смеси кислорода и пропана.

4.3 Взрыв, инициирующий спуск лавины, оказывает тройное действие:

1) давление ударной волны по нормали к поверхности снежного пласта;

2) тангенциальное давление на снежный покров;

3) сейсмические колебания в грунте за газовой пушкой, которые увеличивают площадь охвата снежного покрова.

На расстоянии 20-60 м перед газовой пушкой давление ударной волны колеблется от 160 до 250 кг/м поверхности.

4.4 В зависимости от вида конструкции используемой газовой пушки необходимо обеспечить в рабочем объеме смесь с содержанием 5/6 кислорода и 1/6 пропана.

Необходимо отметить следующее:

- газы смешиваются в газовой пушке;

- кислород хранится в газообразном состоянии в восьми армированных баллонах;

- пропан хранится в баллонах в сжатом виде;

- детонация газовой смеси и инициирование спуска лавин имеет место при концентрации пропана 3,1-37,0%;

- при концентрации пропана в газовой смеси менее 3,1% и более 37% происходит его сгорание.

4.5 Объем газовой смеси, необходимый для инициирования взрывов, зависит от следующих параметров:

- объема используемой газовой пушки;

- высоты пункта установки пушки над уровнем моря;

- длины трубопроводов.

В таблице 4.1 приведены существующие объемы газовых пушек и расход газа на один выстрел.

Таблица 4.1

4.6 К началу зимы капор пополняют газовыми баллонами, проверяют и подготавливают к работе всю систему.