OBSAH ČÍSLA. Vážené dámy, pánové, kolegové, milí hosté,

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA

1

S L O V O PREZIDENT A PREZIDENTA Vážené dámy, pánové, kolegové, milí hosté,

V tomto roce jsme ve dnech 19. – 23. června uskutečnili již třetí odborný tématický zájezd do Švýcarska.

scházíme se po dvou letech v prostředí hotelu Santos v Brně.

V roce 2001 ve dnech 30. 10. až 1. 11. se konal mezinárodní seminář v Krkonoších. Jako host se zúčastnil předseda ČBÚ pan Prof. JUDr. Ing. Roman Makarius, CSc.

Toto setkání má pro další činnost naší společnosti důležitou povinnost a to, že na závěr našeho mezinárodního semináře se uskuteční valná hromada, která zvolí nový výbor na další volební údobí.

Seminář byl zaměřen na: • bezpečnost při trhacích pracích;

Ve zpravodaji jste obdrželi jména kandidátů nového výboru.

• jak předcházet mimořádným událostem;

Je tedy na Vás, koho si zvolíte.

• využití trhavin v aplikované trhací technice;

Rád bych Vás informoval o činnosti odstupujícího výboru Společnosti pro trhací techniku a pyrotechniku.

• měření seismických účinků a vibrací.

Výbor byl zvolen v r. 1999. Jeho zasedání se konalo vždy každý první čtvrtek v měsíci. Činnost výboru byla zaměřena na poslání a cíle společnosti, které vyplývají z našich stanov. V roce 2000 jsme uspořádali mezinárodní seminář v Malenovicích, který byl zaměřen na:

V tomto roce se konalo jarní zasedání EFEE v Paříži a podzimní v Oslu. Na těchto zasedání bylo rozhodnuto, že druhá světová konference se uskuteční ve dnech 10 až 12 září v roce 2003 v Praze. V roce 2002 v Luhačovicích se uskutečnil ve dnech 24. a 26. září další mezinárodní seminář zaměřen na: • sanace pískovcových bloků;

• nové výrobky v oblasti trhací techniky v porovnání s jejich úrovní ve světě;

• likvidace nevybuchlé munice;

• využití výbušnin při likvidaci různých typů konstrukci;

• destrukce stavebních a průmyslových objektů.

• prostředky trhací techniky;

• bezpečnost při trhacích prací. Na zasedání výboru, který kladně hodnotil mezinárodní seminář, bylo rozhodnuto tyto semináře konat každý rok.

Ve dnech 10. až 14. června se uskutečnil čtvrtý odborný tématický zájezd do Švýcarska.

Na mezinárodním poli jsme se zúčastnili zasedání EFEE (Evropean Federation of Explosives Engineers), které se konalo v Mnichově.

Na zasedání EFEE, které se konalo v Bratislavě, informovala Společnost pro trhací techniku a pyrotechniku o přípravě druhé světové konference v Praze.

V září se uskutečnila první světová konference o výbušninách v trhací technice v Evropě, která se konala v Mnichově.

V roce 2003 byla naše činnost zaměřena na uspořádání světové konference, která se uskutečnila ve dnech 10. až 12. 9. v hotelu

OBS AH ČÍSLA OBSAH Slovo prezidenta ........................................................................................................................................................................ 1 Vliv bleskovice na detonační rychlost trhaviny ve vrtu ..................................................................................................... 2 Výbuchové svařování kovů ...................................................................................................................................................... 7 Vliv utěsnění na výkon táhlých kumulativních náloží ...................................................................................................... 10 Nevybuchlá munice v zemi = ekologická zátěž .................................................................................................................. 16 Alternativy detekce pozemních min ..................................................................................................................................... 17 Některé změny právních předpisů z oblasti výbušnin související se vstupem ČR do EU ........................................... 19 Právní předpisy, úpravy v oblasti výbušnin .......................................................................................................................... 22 Návrhy trhacích prací s respektováním geologických poměrů a vlastností trhaviny a měření seismických účinků trhacích prací a detonační rychlosti trhavin přístroji INSTANTEL ............................................ 27 System of PC Simulation for Destruction Blasting .......................................................................................................... 29 Sprengabbruch des 93 m hohen Hochhauses der Stadtsparkasse in Hagen ................................................................ 35 Plošná propagace ..................................................................................................................................................................... 47

2 Pyramida v Praze. Po skončení konference proběhlo dne 13. 9. zasedání EFEE, které předběžně zhodnotilo průběh a organizaci této konference. O této konferenci jsme Vás informovali v našem zpravodaji. Konference byla uzavřena na zasedání EFEE, které se konalo v Moskvě ve dnech 4. a 5. 6. 2004. Naší společnosti bylo vysloveno uznání za uspořádání této konference. Třetí světová konference se uskuteční v září v roce 2005 v Anglii. Ve dnech 14. až 18. června jsme uskutečnili již pátý odborný zájezd do Švýcarska.

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA se konají v zemích EU. Úzce spolupracuje se svazy obdobných společností jako Slovenska, Rakouska, Německa, Švýcarska. Naší členové jsou i členy těchto svazu - společností. Na závěr mi dovolte, abych poděkoval stávajícímu výboru za práci v naší společnosti, radě zpravodaje, sponzorům, radě starší a Vám všem, kteří jste svojí prací přispěli k dobrému jménu naší společnosti. Rád bych Vás ještě jednou co nejsrdečněji přivítal a popřál Vám příjemný pobyt v naší společnosti a zdar našemu jednání.

Vážené dámy, pánové, kolegové, toto je část naší činnosti za naše volební období.

Jan Klusáček prezident STTP Praha

Vstupem do EU se nám otevírá větší spolupráce v oblasti trhací techniky a výbušnin. K tomu využívám odborných setkání, které

VLIV BLESK O VICE N A DET ON AČNÍ R Y CHL OS BLESKO NA DETON ONAČNÍ RY CHLOS OSTT TRHA VINY VE VR TU TRHAVINY VRTU Ing. Jiř Jiříí TĚŠITEL Explosia a.s. - Výzkumný ústav průmyslové chemie; 532 17 Pardubice - Semtín

Abstrakt: Příspěvek se věnuje problematice použití bleskovice ve vrtu zaplněném trhavinou. Měření detonačních rychlostí průmyslových trhavin zatížených detonací bleskovice ve vrtu a trhavin bleskovicí iniciovaných ukazují, že detonační režim trhaviny je v těchto případech nestabilní a může dojít až k uhasnutí detonace.

ÚV OD ÚVOD U většiny průmyslových trhavin je kvalita výbušné přeměny silně závislá na jejich fyzikálních vlastnostech. Změna konsistence, hustoty, velikosti částic a koncentrace vzduchových bublinek v náloži pak může vést k markantnímu snížení detonačních parametrů a výkonu trhaviny a v krajním případě až k uhasnutí detonace a vzniku selhávky. Nejčastější příčinou změn fyzikálních vlastností trhaviny ve vrtu je její dynamické zatížení účinkem rázové vlny sousední nálože nebo bleskovice. Dr Calvin Conya (Precision Blasting Service) (1) publikoval v roce 1995 výsledky prací, které hodnotí ztráty energie výbuchu trhaviny způsobené bleskovicí protaženou trhavinovým sloupcem. Zpracování výsledků podvodního testu umožnilo autorovi formulovat tzv. „pravidlo šesti“, které je jednoduchým kriteriem, zda bleskovice v náloži způsobí významné ztráty energie či ne. Je-li totiž, podle tohoto pravidla, podíl gramáže použité bleskovice (vyjádřené v grainech na stopu) a průměru vrtu (v palcích) větší než 6, pak je vysoká pravděpodobnost, že při výbuchu dojde k významným ztrátám energie. Ztráty

jsou způsobeny buď tím, že trhavina je nedokonale iniciována a její část pouze deflagruje a nebo tím, že rázová vlna vybuzená bleskovicí trhavinu poškodí a sníží její schopnost detonovat. Vzhledem k dosud přežívajícímu bleskovicovému roznětu jsme se pokusili experimentálně zhodnotit vliv bleskovice umístěné ve sloupci trhaviny na detonační rychlost některých trhavin vyráběných v Explosii, a. s. Pohled na tuto problematiku je zaměřen na následující případy: • vliv bleskovice detonující uvnitř vrtu zcela vyplněného trhavinou na její detonační rychlost pro případ, že bleskovice trhavinu neiniciuje, • vliv bleskovice detonující uvnitř vrtu zcela vyplněného trhavinou na její detonační rychlost v případě, že bleskovice trhavinu průběžně iniciuje.

Vrt při těchto zkouškách simulovaly ocelové trubky s vnitřním průměrem 99 resp. 96 mm a tloušťkou stěny 4 resp. 6 mm, délky 1,5 až 7,0 m.


3

Při zkouškách byly použity následující trhaviny a bleskovice: Trhaviny: EMSIT 20 - emulzní vekoprůměrová trhavina senzibilizovaná expandovaným perlitem (detonační rychlost 5551 m.s -1), Permon DAP - P - trhavina DAP na bázi granulovaného porézního dusičnanu amonného a oleje (detonační rychlost 3160 m.s-1 ), EMSITAN 50 - trhavina HANFO na bázi emulzní matrice, porézního granulovaného dusičnanu amonného a oleje senzibilizovaná pěnovým Úsek číslo polystyrénem (detonační rychlost 4260 m.s-1) Délka (mm) a PERMON 10 - sypká koloběhovaná trhavina -1 DR (m.s ) na bázi dusičnanu amonného a dinitrotoluenu -1 DR (m.s ) (detonační rychlost 3930 m.s -1). Detonační rychlost byla měřena v ocelových trubkách s vnitřním průměrem 99 resp. 96 mm a tloušťkou stěny 4 resp. 6 mm, délky 1,5 až 7,0 m, jako průměr ze šesti až deseti měření. Bleskovice: NOMIDET bleskovice na bázi plastické trhaviny (3 g/m plastické trhaviny odpovídají 2,5 g/m čistého pentritu). Výrobek Explosia a.s. - VÚPCH.

s počinem u dna vrtu. Detonační rychlost v náloži byla měřena na sedmi úsecích nálože sedmikanálovým čítačem. Výsledky našich měření jsou uvedeny v tabulkách 1 - 4.

EMSIT 20 Tab.1 Vliv bleskovice 3 g/m na detonační rychlost Emsitu 20

1

2

3

4

5

6

7

EMSIT 20

300

300

300

300

300

300

300

bleskovice

-

4839

5000

4839

5000

4918

5172

3 g/m

-

4918

4615

4687

5666

5085

6000

3 g/m

Tab. 2 Vliv bleskovice 4 g a 6 g/m na detonační rychlost Emsitu 20

Úsek číslo

1

2

3

4

Délka (mm)

500

500

300

300

-1

-

1453

624

635

300 600 600 detonace uhasla

-1

-

2392

1587

977

3333

DR (m.s ) DR (m.s )

Bleskovice vyráběné v Explosii a.s. - START LINE 4 (4 g pentritu/m), START LINE 6 (6 g pentritu/m), START LINE 12 (12 g pentritu/m), START LINE 20 (20 g pentritu/m) a bleskovice A-Cord (5,3 g pentritu/m), vyráběná firmou Austin Powder. Úsek číslo Délka (mm)

VLIV BLESK O VICE N A DET ON A CI BLESKO NA DETON NÁL OŽE NÁLOŽE

5

6

1386

7

-

3 300

4 300

5 300

-1

-

2089 2325

2239 2239

1796 1899

-1

-

1266

3703

1507

1507 1767 2206 1531 1348 detonace uhasla

První série měření byla věnována případu, kdy je bleskovice použita ve vrtu zcela zaplněném trhavinou, jak je to běžné při mechanizovaném nabíjení. V trubce vnitřního průměru 99 mm o tloušťce stěny 4 mm byla na vnitřní stěně napnuta bleskovice a trubka byla zcela vyplněna trhavinou. Hlavní nálož byla iniciována 250ti gramy plastické Úsek číslo trhaviny Semtex 1A se zpožděním přibližně 7,5 Délka (mm) -1 ms po detonaci bleskovice. Zpoždění bylo DR (m.s ) dosaženo zpožďovací smyčkou z bleskovice DR (m.s-1) -1 DR (m.s ) START LINE 12. Sestava (viz obr. 1) tak simuluje DR (m.s-1) poměry v horní části vrtu hlubokého 25 m -1 DR (m.s ) naplněného trhavinou čerpatelnou nebo sypanou

4 g/m 6 g/m

Tab. 3 Vliv bleskovice 4g, 6g a 12 g/m na detonační rychlost Emsitanu 50 2 500

DR (m.s )

bleskovice

EMSIT AN 50 EMSITAN

1 500

DR (m.s ) DR (m.s-1)

EMSIT 20

6 300

7 300

EMSITAN 50 bleskovice 4 g/m 6 g/m 12 g/m

D AP - P Tab. 4 Vliv bleskovice 3g,4g a 5,3 g/m na detonační rychlost trhaviny DAP - P 1 300 -

2 300 2857 2804

3 300 2703 3030

4 300 2941 2912

5 300 2631 3093

-

3145 2857 2941

2564 2752 2703

2174 4615 2459

1024 662 2325

6 300 3000 2778

7 300 3797 2529

1587 3297 detonace uhasla

Obr. 1 Sestava použitá pro měření detonační rychlosti ve zcela zaplněném vrtu

4918

2381

DAP - P bleskovice 3 g/m 3 g/m 4 g/m 5,3 g/m 5,3 g/m

4 Výsledky ukazují, že použití bleskovice v mase emulzní trhaviny Emsit 20, která vlastní trhavinu neiniciuje, ji destruuje natolik, že může dojít až k uhasnutí detonace. Jako limitní se pro Emsit 20 jeví bleskovice s obsahem pentritu 2,5 g/m. Použití bleskovice v trhavině Emsitan 50 je stejně nevhodné jako v případě Emsitu 20. Detonační rychlost klesá na hranici stability detonace a nebo dochází až k uhasnutí detonace.

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA čelo detonace v hlavní náloži ke snímačům G1 – G6 a detonační rychlosti bleskovice, je tedy možno vypočítat vzdálenosti čela detonace (l1 až l6) od roviny snímačů v okamžiku průchodu detonace snímačem G0, tedy přibližný tvar detonační vlny hlavní nálože v rovině snímačů.

Použití bleskovice v náloži trhaviny Permon DAP P snižuje detonační rychlost v hlavní náloži až na hranici stability detonačního režimu. Měřené detonační rychlosti na jednotlivých úsecích nálože mají značný rozptyl což svědčí o složitých poměrech v nestabilně detonující náloži. Nepřímým důkazem stability detonačního režimu při pokusech byla i velikost a tvar střepin po výbuchu. Po pokusech, kde byla naměřena nízká detonační rychlost byly nalezeny velké dlouhé střepiny, v některých případech při detonaci emulzní trhaviny i „mastné skvrny“ na vnitřní straně střepin, svědčící o nedokonalé detonaci.

INICIA CE HLA VNÍ NÁL OŽE INICIACE HLAVNÍ NÁLOŽE BLESK O VICÍ BLESKO Dosud jsme se zabývali případem, kdy trhavina nebyla použitou bleskovicí iniciována ale poškozena účinky dynamického zatížení rázovou vlnou. Je však třeba si všimnout i případu, kdy trhavina v hlavní náloži je bleskovicí iniciována průběžně, tedy po celé délce nálože. To se týká použití bleskovicového roznětu u trhavin citlivějších nebo použití bleskovic s vysokou gramáží. Pro případ, že bleskovice trhavinu ve vrtu iniciuje průběžně v každém bodě, jsme pro vyhodnocení vlivu bleskovice na detonační rychlost trhaviny zvolili metodu, jejíž sestava je vyobrazena na obrázku 2. V ocelové trubce vnitřního průměru 99 mm a délky 1300 mm byla napnuta na vnitřní stěně bleskovice. Kolmo na tuto bleskovici byl připevněn držák se sedmi snímači (G0 – G6) ze smaltovaného měděného drátu, z nichž první (G0) byl umístěn v bleskovici a ostatní ve známých vzdálenostech označených „d1 – d6“ od bleskovice směrem k protější stěně trubky. Držák se snímači byl instalován 1000 mm od konce trubky, z něhož byla sestava iniciována. V této sestavě jsme měřili čas (od průchodu detonace snímačem G0), za který dorazí čelo detonace k ostatním snímačům. V ustáleném stavu, se hlavní náloží šíří v podélném směru čelo detonace stejnou rychlostí, jakou detonuje bleskovice, to znamená přibližně 7000 m/s. Ze známých časů, v nichž dorazí

Obr. 2 Sestava pro stanovení tvaru čela detonace v náloži iniciované bleskovicí

Detonační rychlost trhaviny v hlavní náloži je však nižší než detonační rychlost bleskovice a odpovídá poměrům, v nichž trhavina detonuje (druh trhaviny, průměr nálože, upnutí, intenzita počinu a pod.). Z tvaru čela detonace v hlavní náloži lze velmi přibližně vypočítat detonační rychlost „DR“ trhaviny hlavní nálože. Detonace se šíří kolmo na křivku, popisující tvar čela detonace. Detonační rychlost v jednotlivých bodech této křivky pak lze vypočítat jako: Dtrh = Dblesk . sin β , kde: Dtrh je detonační rychlost trhaviny, Dblesk je detonační rychlost bleskovice (pro všechny bleskovice uvažována 7000 m.s-1) a sin β je úhel, jenž svírá čelo detonace s osou nálože v bodě, kde chceme vypočítat detonační rychlost. Velikost úhlu β lze získat z křivky popisující tvar čela detonace v trhavině graficky nebo derivací funkce tuto křivku popisující.


5

V závislosti na intenzitě počinu při jinak stejných podmínkách pokusu (průměr nálože, utěsnění) mohou nastat tři případy:

Očekávaný tvar čela detonace pro tyto tři alternativy je zobrazen na obrázku 3.

• iniciační impuls je slabý a trhavina z počátku detonuje nižší detonační rychlostí než odpovídá podmínkám pokusu. Rychlost se se vzdáleností od místa iniciace zvětšuje až dosáhne stabilní hodnoty,

Tvar čela detonace při iniciaci průběžnou bleskovicí byl měřen u trhavin Emsit 20 Permon 10 a DAP - P. Pro iniciaci byly použity bleskovice s gramáží 4, 6, 12 a 20 gramů pentritu na běžný metr. Výsledky jsou shrnuty v tabulkách a grafech.

• iniciační impuls je dostatečně silný a trhavina detonuje od místa iniciace konstantní detonační rychlostí, která odpovídá podmínkám pokusu,

V tabulkách jsou uvedeny přibližné hodnoty detonační rychlosti zkoušených trhavin v různých vzdálenostech od iniciující bleskovice. Vyhodnocení úhlu β bylo provedeno graficky s omezující podmínkou, že vypočtená detonační rychlost nesmí překročit rychlost dané trhaviny v ocelové trubce vnitřního průměru 100 mm.

• iniciační impuls je příliš silný a trhavina zpočátku detonuje vyšší detonační rychlostí než je pro podmínky pokusu charakteristické ale tato vyšší detonační rychlost však velmi rychle klesne na rychlost stabilní v podmínkách pokusu.

Slabá iniciace

Dostatečná iniciace

Silná iniciace

Obr. 3 Očekávaný tvar čela detonace při slabé, silné a dostatečné iniciaci bleskovicí

6


Tab. 5 Tvar čela detonace v Emsitu 20 Snímač číslo

G0

G1

G2

G3

G4

G5

G6

d (mm)

0

10

25

40

55

70

85

iniciace

l (mm)

0

-

70

105

147

168

182

bleskovicí

0

-

2072

2655

3688

4711

4950

20 g/m

DAP - P

-1

DR (m.s )

EMSIT 20

Tab. 6 Tvar čela detonace v DAPu - P Snímač číslo

G0

G1

G2

G3

G4

G5

G6

d (mm)

0

15

29

44

59

74

88

iniciace

l (mm)

0

168

245

343

427

483

511

bleskovicí

0

863

1106

1273

1569

1919

2572

20 g/m

-1

DR (m.s )

Tab. 7 Tvar čela detonace v Permonu 10 Snímač číslo

G0

G1

G2

G3

G4

G5

G6

PERMON 10

d (mm)

0

15

30

44

57

71

86

iniciace

l (mm)

0

70

105

140

-

196

224

bleskovicí

0

2486

2655

2977

3180

3277

3688

4 g/m

G4

G5

G6

PERMON 10

-1

DR (m.s )


G0

G1

G2

d (mm)

0

14

28

42

57

71

86

iniciace

l (mm)

0

42

77

105

133

154

182

bleskovicí

0

2486

2977

3180

3512

3675

3815

6 g/m

-1

DR (m.s )

G3


G0

G1

G2

G3

G4

G5

G6

PERMON 10

d (mm)

0

10

25

40

55

70

85

iniciace

l (mm) -1

DR (m.s )

0

35

-

98

126

-

168

bleskovicí

0

2429

2925

3278

3601

3896

3975

12 g/m

Obr. 4 Emsit 20, DAP - P

Graficky je tvar čela detonace zpracován na obrázku 4 a 5. Porovnáme-li grafy 4 a 5, získané z našich měření, s obrázkem 3, je zřejmé, že počin bleskovicí je ve všech případech nedostatečný a trhavina se rozbíhá nižší rychlostí, než je její normální detonační rychlost odpovídající podmínkách pokusu. Pro citlivou trhavinu Permon 10 je vidět změna tvaru čela detonace a zvyšování detonační rychlosti s rostoucí gramáží použité bleskovice. Detonační rychlosti charakteristické pro podmínky pokusu však dosahuje ca 70 mm od bleskovice s gramáží 12 g/m, 86,5 mm od bleskovice 6 g/m a při iniciaci bleskovicí s gramáží 4 g/m nebylo této rychlosti dosaženo ani na posledním snímači ve vzdálenosti 86,5 mm od iniciující bleskovice. Trhavina Emsit 20 nedosáhla detonační rychlosti 5550 m.s-1 charakteristické pro podmínky pokusu ani ve vzdálenosti 85 mm od iniciující bleskovice s gramáží 20 g/m ačkoliv od vzdálenosti 40 mm od bleskovice se detonační rychlost rychle zvyšovala.

Obr. 5 Permon 10

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA Nejhorší situace je v případě trhaviny Permon DAP - P, kde se detonace rozbíhá velmi pomalu a u snímače č. 6 ve vzdálenosti 88 mm od iniciující bleskovice s gramáží 20 g/m dosahuje pouze 2570 m.s-1. Při bleskovicovém roznětu, kdy bleskovice iniciuje trhavinu ve vrtu, je na rozběh detonace k dispozici dráha jen o málo delší než jeden průměr nálože, což především u méně citlivých trhavin nedostačuje k plnému rozvoji detonace, který by odpovídal průměru nálože a utěsnění. Trhavina pak detonuje s nižšími detonačními a tedy i výkonnostními parametry. Měření času sedmikanálovým čítačem je zatíženo chybou ± 1 µs, což se prakticky neprojeví při měření detonačních rychlostí na dlouhých bázích, avšak při měření tvaru čela detonace je tato nepřesnost již významná. Nepřesnost ve vypočtené vzdálenosti čela detonace od roviny snímačů pak vzhledem k rychlosti děje v podélném směru činí ± 7 mm. Tato nepřesnost se promítá do tvaru čela detonace a do vypočtených hodnot detonační rychlosti vlastní trhaviny. Proto je třeba vypočtenou detonační rychlost v trhavině považovat pouze za informativní. Kvalitativní vliv iniciace bleskovicí na detonaci trhaviny je však z provedených experimentů zřejmý.

7 na to, zda tato bleskovice trhavinu iniciuje či nikoliv. Drastické snížení detonační rychlosti zkoušených trhavin v případech, kdy bleskovice trhavinu neiniciuje a výrazné ztráty energie v případě, že bleskovice trhavinu iniciuje dokazují, že bleskovice nemá ani ve vrtu průměru 100 mm co dělat pokud zeslabení účinku trhaviny nevyžaduje používaná technologie. I nejslabší námi použitou bleskovici (3 g/m) bychom podle „pravidla šesti“ mohli použít až ve vrtech průměru většího než 312 mm. Pak by ztráty energie při detonaci trhaviny byly nevýznamné. Při kvantitativním hodnocení námi provedených měření je třeba si uvědomit, že každý experiment je jedinečný vzhledem k tomu, že probíhá v oblasti nestabilního detonačního režimu. Závěry z těchto experimentů jsou však platné a jejich obecný charakter je možno doložit dalšími zde nepublikovanými výsledky. Bleskovici ve vrtu je možno použít, proč ne, ale nestěžujte si pak u výrobce na její špatnou funkci.

POUŽIT Á LITERA TURA POUŽITÁ LITERATURA

ZÁVĚR Experimentální výsledky dokazují jednoznačně negativní vliv bleskovice na detonační rychlost trhaviny ve vrtu bez ohledu

1. Konya C.: Detonating Cord Downlines Cause Energy Losses, E and Mj, September 1995

VÝBUCHO VÉ SSV V AŘO V ÁNÍ K O VŮ VÝBUCHOVÉ AŘOV KO dopr o v odný tte e xt př ednáš ky a obr az o v é pr ez ent ace pr o seminář „ echnik a a ppyr yr ot echnik a 2004“ ednášky azo ezent entace „TT r hací ttechnik echnika otechnik echnika

Ing. PPetr etr NES V ADBA NESV (fotografie jsou součástí obrazové prezentace, text je osnovou pro prezentaci)

Výbuchové svařování kovů je z hlediska trhacích prací jedna z mála metod, kde se využívá konstrukčních účinků výbušniny, tedy opak destrukčních účinků. Myšlenka na praktické využití trhavin k přípravě plošných svarů se objevila s rozvojem výbuchového tváření v 50. letech minulého století při vzniku náhodných svarů. Dnešní podobu výbuchového svařování

můžeme označit jako kontaktní operaci. Nálož ve formě rovnoměrné vrstvy trhaviny je rozestřena po celé ploše plátujícího plechu a ten je při detonaci zjednodušeně řečeno vržen velkou rychlostí a tlakem na základní materiál, přičemž vzniká pevný svarový spoj. Obecné uspořádání kovů při výbuchovém svařování naznačují obrázky.

8


X X

X

X

X

X

X

X

Hadfieldova ocel

X

Hliník a slitiny hliníku

X

Mìï

X

X

X

X

X

X

X

X

Mosaz

X

X

Bronz

X

Kupronikl

X

Nikl a slitiny niklu

X

Inconel

X

X

X

Hastelloy Titan

X X

X

X

Tantal

X

X

Slitiny zlata Støíbro a slitiny støíbra

X

Platina

X

Slitiny paládia

X

Hoøèík

X

Zirkon a slitiny zirkonu Niob a slitiny niobu

X

Molybden

X

Olovo

X

Zinek Wolfram

X

X X

X

X

X

X

X

X X

X

X

Maragingová ocel

X

X

Uhlíková ocel

X

X

X

Slitinová ocel

X

X X

X

Korozivzdorná ocel

X

Hadfieldova ocel

X

Maragingová ocel

Bronz

X

Hliník a slitiny hliníku

Kupronikl

X

Mìï

Nikl a slitiny niklu

X

Inconel

Hastelloy

X

Titan

X

X

Mosaz

Korozivzdorná ocel

X

Tantal

X

Slitiny zlata

X

Støíbro a slitiny støíbra

Hoøèík

X

Platina

Zirkon a slitiny zirkonu

X

Slitinová ocel

Slitiny paládia

Niob a slitiny niobu

Olovo

X

Molybden

Uhlíková ocel

Zinek

Wolfram

Touto technologií lze vytvořit plošné svary mezi různými materiály. Možné kombinace ukazuje následující tabulka.

X X


9

V praxi se ale setkáme pouze s několika kombinacemi materiálů

trubek do trubkovnic, výstelkování hrdel, oplášťování hřídelí

a především v těch případech, kde tato technologie s výhodou

a dále při výrobě bimetalických tyčí nebo trubkových

nahrazuje ostatní způsoby spojování kovů jako například tavné

přechodových mezikusů.

svařování nebo pájení. U některých kombinací materiálů je výbuchové svařování mnohdy jedinou efektivní metodou pro spojení kovů např. ocel - titan.

Bimetalické desky se vyrábí v různých formátech. Od několika centimetrů čtverečných až po několik metrů čtverečných, tedy téměř libovolný formát. Omezujícím faktorem je z technického

Výbuchové svařování kovů se v současné době aplikuje v něko-

hlediska poměr tloušťky a plochy plátujícího kovu. Z hlediska

lika oblastech strojírenských výrobků.

trhacích prací je nejvíce limitujícím faktorem akustický účinek

První skupinou jsou bimetalické plechy zpravidla pro výrobu nádob v chemickém a potravinářském průmyslu. Nosným (základním materiálem bývá uhlíková nebo legovaná ocel konstrukční ocel, na kterou je výbuchem navařena potřebná vrstva korozivzdorného materiálu. Aplikují se korozivzdorné

detonující neutěsněné nálože. U velkých formátů se odpaluje až několik set kilogramů trhaviny najednou. U rotačně symetrických součástí jsme omezeni především poměrem průměru součásti a její délky a poměrem tloušťky stěny trubky a základního materiálu.

oceli, měď a její slitiny, titan, nikl a jeho slitiny, hliník a jeho

Tloušťky naplátovaných kovů se pohybují průměrně od jednoho

slitiny apod. V obdobných kombinacích se vyrábějí polotovary

do několika desítek milimetrů například u hliníku.

trubkovnic výměníků tepla. Materiály mohou být plátovány jednostranně nebo oboustranně.

Pro výbuchové svařování se ve VÚPCH v současné době používá

Další skupinou jsou polotovary pro rozválcování. Jedná se

trhavina vyráběná pro tyto účely a to trhavina Semtex S30

o jednostranně nebo oboustranně plátované předvalky pro

případně Semtex S25, S35 nebo obdobné směsi pentritu

následné rozválcování zatepla či zastudena v kombinacích

a hydrogenuhličitanu sodného. Jedná se o sypkou trhavinu,

uhlíkových ocelí s korozivzdornými materiály.

která se nanáší na plátující kov, tedy na plech nebo v případě

Do další skupiny patří přechodové mezikusy. Používají se jako konstrukční díly tavně vevařené mezi klasicky nesvařitelné

výstelkování se jí plní trubka, a iniciuje se elektrickou rozbuškou, bleskovicí nebo plastickou trhavinou.

materiály. příkladem může být kombinace ocel - hliník. Tyto

Detonační rychlosti těchto trhavin jsou nízké, přibližně od

mezikusy se například používají v elektrotechnice nebo

1800 m.s-1 do 3000 m.s-1. Je to jedna z podmínek pro vznik

například ke spojení ocelové konstrukce lodi s hliníkovou

spoje, aby detonační rychlost trhaviny nepřevyšovala rychlost

palubní nástavbou. Další kombinací je korozivzdorná ocel -

zvuku ve spojovaných kovech.

měď - slitiny hliníku pro použití v kryogenice, trubkové mezikusy případně jiné součásti v různých materiálových kombinacích. Mezi další aplikace patří např. výroba polotovarů sklářských forem. Vyrábějí se ve tvaru desek, bloků či kotoučů s jednou stranou plátovanou čistým niklem. Základním materiálem je zpravidla měkká konstrukční uhlíková ocel. Obrobením a tvářením se tento polotovar upraví až do finální podoby formy pro tváření skla. Nahradily se tak dražší celoniklové formy. Výbuchovým svařováním se připravují také bimetaly s otěru-

Sestavení plechů, příprava nálože a její odpálení se realizují na volném prostranství, pouze malé laboratorní vzorky lze realizovat ve výbuchové komoře, menší bimetaly pak na střelištích upravených pro tyto účely. Každý výrobek se posuzuje individuelně. Je nutné dodržet jisté zásady, aby byl zaručen kvalitní spoj, nedošlo k poškození materiálů (trhliny, nadměrná deformace), je nutné vyřešit manipulaci s materiálem především u hmotnějších dílů, zvolit vhodný formát a tloušťky materiálů, stanovit opatření pro zabezpečení trhacích prací apod.

vzdornými materiály. Klasickým otěruvzdorným materiálem je Hadfildova ocel. Výbuchově se svaří s konstrukční ocelí, což umožňuje následné přivaření standardními metodami k ocelovým konstrukcím. Obdobně lze připravit kombinace materiálů s kluznými vlastnostmi (ložiskové pánve) nebo kombinace otěruvzdorných či kluzných materiálů pro jiné aplikace.

Při výbuchovém svařování nejsme omezeni pouze na rovinné plochy. Tato technologie se používá i při výbuchovém zavařování

Výčtem uvedených aplikací výbuchového svařování není omezen rozsah dalších možností této metody. Nové aplikace se stále objevují nevyjímaje metody výbuchového tváření kovů a výbuchového zpevňování kovů, které se na pracovišti VÚPCH také uplatňují.

10


VLIV UTĚSNĚNÍ N A VÝK ON TTÁHL ÁHL ÝCH KUMULA TIVNÍCH NA VÝKON ÁHLÝCH KUMULATIVNÍCH NÁL OŽÍ NÁLOŽÍ Ing. Zb yněk AKŠTEIN Zbyněk AKŠTEIN,, Ladisla Ladislavv ŘÍHA Výzkumný ústav průmyslové chemie, Explosia, a.s., 532 17 Pardubice-Semtín, ČR

Souhrn: Dnes se stále častěji setkáváme s omezováním množství trhavin v rámci ohrožení okolí, hygienických norem atd. Už samotné táhlé kumulativní nálože (TKN) jsou oproti příložným náložím významným snížením množství trhaviny při trhacích pracích, zejména při demolicích kovových konstrukcí. Další snížení množství trhaviny je dosahováno těsněním těchto TKN. Tento příspěvek se zabývá nalezením vztahu mezi utěsněnou a neutěsněnou TKN o stejném výkonu (reprezentovaném hloubkou dutiny vytvořené kumulativním paprskem v ocelové desce o tloušťce 30 mm). Klíčová slova: táhlé kumulativní nálože, utěsnění nálože.

ÚV OD ÚVOD Známým faktem z výbušinářské praxe je, že utěsněná trhavinová nálož podává vyšší výkon než tatáž nálož neutěsněná. Tento fakt je známý i v oblasti TKN. Podstatou této práce bylo porovnání výkonu připravených neutěsněných TKN a jejich utěsněných ekvivalentů, které byly připraveny na základě výpočtů Gurneyho rovnic pro urychlení hmoty trhavinou. Výkon byl stanoven jako hloubka dutiny vytvořené kumulativním paprskem v ocelové desce o tloušťce 30 mm. Jak již bylo řečeno, základem pro tuto práci byla studie R.W.Gurneyho, respektive jeho empirické rovnice o urychlování hmoty trhavinou při různých uspořádáních. Pro naše uspořádání byla použita rovnice pro asymetrický sendvič a její následné úpravy,  + A! v N M = + ⋅A +  C  E  ! ⋅ ( + A ) C

−

M C A= N + ⋅ C

v

OTEVŘENÝ SEND VIČ SENDVIČ Pro výpočet parametrů netěsněné TKN byl použit vztah pro otevřený sendvič, který dostaneme po úpravě rovnic (1) a (2), kdy za N dosadíme 0.

(1)

Obr. 2. Otevřený sendvič

(2)

= rychlost desky M, E

M C N

M - urychlovaný materiál; C - trhavina; N - těsnící materiál.

+ ⋅

kde

Obr. 1. Asymetrický sendvič:

= = = =

Gurneyho rychlost, hmotnost urychlované desky, hmotnost trhaviny, hmotnost těsnící vrstvy.

M - urychlovaný materiál; C - trhavina.

!   M +   + ⋅   v M C   =  + M C  E   $ ⋅  +   C    

−

(3)


11

Obr. 5. Symetrický sendvič M - urychlovaný materiál, těsnící vrstva; C - trhavina. E na poměru M/C a kinetické energie urychlovaného materiálu EK při konstantním množství trhaviny C na poměru M/C se stejnými závislostmi u otevřeného sendviče (tečkovaně). Průběh funkce (4) je obdobný jako u otevřeného sendviče. Rozdíl je patrný až u kinetické energie urychlovaného materiálu. Zde je patrné, že těsnící vrstva u symetrického sendviče má smysl pouze při hodnotách M/C > 0,25.

Na obr. č. 6 a 7 jsou porovnány závislosti v/

Obr. 4. Závislost kinetické energie urychlovaného materiálu na poměru M/C při zachování množství trhaviny u otevřeného sendviče.

Obr. 3. Závislost urychlení materiálu na poměru M/C u otevřeného sendviče. Obr. 7. Závislost kinetické energie urychlovaného materiálu na poměru M/C při zachování množství trhaviny: Na obr. č. 3 je znázorněna závislost v/ E na poměru M/C dle rovnice (3). Je patrné, že při snižování množství urychlované hmoty dochází k vyššímu urychlení, ale pouze do limitní hodnoty v/

-

plná čára - symetrický sendvič; tečkovaná čára - otevřený sendvič.

E = 1/ ! (pro M/C¦0).

Na obr. č. 4 je uvedena závislost kinetické energie urychlovaného materiálu EK na poměru M/C při konstantním množství trhaviny C. Zde je patrné maximum při hodnotě M/C=0,5. Z oblasti hodnot M/C 0,3-0,7 se zpravidla vychází při konstrukci TKN. Tato oblast byla též použita pro konstrukci netěsněných TKN vyrobených pro tuto práci.

SYMETRICKÝ SEND VIČ SENDVIČ Toto uspořádání bylo použito pro návrh těsněných TKN. V případě, že hmotnost těsnící vrstvy N odpovídá hmotnosti urychlovaného materiálu M dostáváme mnohem jednodušší vztah v M  = + ⋅  C E  !

−

(4)

Obr. 6. Závislost urychlení materiálu na poměru M/C: -

plná čára - symetrický sendvič; tečkovaná čára - otevřený sendvič.

12


AS YMETRICKÝ SEND VIČ ASYMETRICKÝ SENDVIČ Pokud budeme nadále zvyšovat těsnící poměr N/M, budou se zvyšovat i rychlost a kinetická energie urychlovaného materiálu M. To je patrné na obr. č. 8 a 9, kde jsou porovnány závislosti E na poměru M/C a kinetické energie urychlovaného materiálu EK při konstantním množství trhaviny C na poměru M/C při těsnícím poměru N/M=2 se stejnými závislostmi u symetrického sendviče (tečkovaně) a při těsnícím poměru N/M=4 (čárkovaně).

v/

Netěsněné nálože byly navrženy tak, aby průměrný balistický poměr (C/M) byl 1,5. Pro těsnění náloží byl navržen poměr M/N=1 a tloušťka trhaviny byla navržena tak, aby výsledná rychlost vložky odpovídala rychlosti vložky netěsněné nálože. Pro náš případ byla po úpravách rovnic (3) a (4) použita rovnice:

CT =

kde C

M

(5)

!

M   + ⋅ C    M  $ ⋅  + C 

+   

+

M − C !

je hmotnost vrstvy trhaviny netěsněné nálože

CT je hmotnost vrstvy trhaviny těsněné nálože M je hmotnost vložky

A - Nálož s konstantní tloušťkou vrstvy trhaviny

Tloušťka vložky

Obr. 9. Závislost kinetické energie urychlovaného materiálu na poměru M/C při zachování množství trhaviny: -

plná čára - N/M = 2; čárkovaná čára - N/M = 4 tečkovaná čára - symetrický sendvič (N/M = 1).

Tloušťka trhaviny x Tloušťka těsnící vrstvy

Netěsněná varianta:

Těsněná varianta

1,0 mm (M = 7,8)

1,0 mm (M = 7,8) 5,9 mm (CT = 9,15)

7,5 mm (C = 11,63)

Délka ramene L

-

1,65 mm (N = 7,76) 15 mm

Představná vzdálenost

11 mm

Obr. 10. Nálož A: x - tloušťka trhaviny; L - délka ramene trhaviny; SO - představná vzdálenost.

Obr. 8. Závislost urychlení materiálu na poměru M/C: plná čára - N/M = 2; -

čárkovaná čára - N/M = 4; tečkovaná čára - symetrický sendvič (N/M = 1).

EXPERIMENT ÁLNÍ ČÁS T EXPERIMENTÁLNÍ NÁVRH TKN Pro experimenty byly navrženy 3 typy náloží.

B - Nálož s různou tloušťkou vrstvy trhaviny

Tloušťka vložky Tloušťka trhaviny x1 Tloušťka trhaviny x2 Tloušťka těsnící vrstvy Délka ramene L Představná vzdálenost

Netěsněná varianta Těsněná varianta 1,0 mm (M = 7,8) 1,0 mm (M = 7,8) 8,5 mm (C1 = 13,18) 6,9 mm (CT1 = 10,70) 6,5 mm (C2 = 10,08) 4,8 mm (CT2 = 7,44) 1,65 mm (N = 7,76) 15 mm 11 mm


13 obsahující 88 % hexogenu s detonační rychlostí 7800 m.s-1 při hustotě 1,55 g.cm-3.

C - Nálož s různou tloušťkou vrstvy trhaviny

Tloušťka vložky Tloušťka trhaviny x1 Tlouška trhaviny x2 Tloušťka těsnící vrstvy Délka ramene L Představná vzdálenost

Netěsněná varianta Těsněná varianta 1,0 mm (M = 7,8) 1,0 mm (M = 7,8) 9,5 mm (C1 = 14,73) 8,0 mm (CT1 = 12,4) 5,5 mm (C2 = 8,53) 3,8 mm (CT2 = 5,89) 1,65 mm (N = 7,76) 15 mm 11 mm

Kumulativní vložky s vnitřním úhlem 90° byly vyrobeny z hlubokotažného plechu o tloušťce 1,0 mm. Pro utěsnění náloží byla použita směs práškové mědi a polyisobutylenu. Z této směsi byla vyválcována těsnící vrstva o tloušťce 1,65 mm a hustotě 4,7 g.cm-3. Výkon náloží byl testován na ocelovém plátu třídy 11373 o rozměrech 1200x320x30 mm.

VYR OBENÉ TKN VYROBENÉ Pro všechny nálože byla použita jednotná vložka zhotovená z hlubokotažného plechu tloušťky 1,0 mm (M=7,80). Délka vložky byla zvolena 300 mm. Délka ramene vložky 30 mm zajišťovala i představnou vzdálenost 11 mm. Obr. 11. Nálož B (C): x1, x2 - tloušťka trhaviny; L - délka ramene trhaviny; SO - představná vzdálenost.

ZÍSKANÉ VÝSLEDKY Po provedení experimentů byla z ocelového plátu vyříznuta střední část, aby bylo možné změřit celkové rozměry dutiny a to včetně zanořeného tlouku. Uvedené hodnoty jsou průměrem ze dvou měření provedených na opačných stranách řezu.

P OUŽITÝ MA TERIÁL MATERIÁL Pro výrobu TKN byla použita válcovaná plastická trhavina

Tabulka č. 1.

Vyrobené TKN

Délka ramene L (mm)

Tloušťka trhaviny x (mm)

Tloušťka trhaviny x (mm)

C2

Množství trhaviny -1 (g.m )

Tloušťka těsnící vrstvy (mm)

N

1

15

7,5

11,55

-

-

415

-

-

2

15

7,5

11,55

-

-

415

-

-

3T

15

5,8

8,93

-

-

309

1,65

7,76

4T

15

5,8

8,93

-

-

306

1,65

7,76

1

15

8,6

13,33

6,5

10,08

436

-

-

2

15

8,6

13,33

6,5

10,08

440

-

-

3T

15

6,9

10,7

4,8

7,44

323

1,65

7,76

4T

15

6,9

10,7

4,8

7,44

317

1,65

7,76

1

15

9,7

15,04

5,5

8,53

458

-

-

2

15

9,7

15,04

5,5

8,53

446

-

-

3T

15

8,2

12,79

4,0

6,24

351

1,65

7,76

4T

15

8,2

12,79

4,0

6,24

361

1,65

7,76

č. nálože

1

C

1

2

A

B

C

14


Tabulka č. 2. Nálož 1

ZÁVĚR

Naměřené rozměry dutiny

Hloubka (mm)

Průměrná hloubka (mm)

21,75

Šířka ústí (mm) 9,75

21,60 2

21,45

3T

17,30

9,50

A 8,65 18,43 4T

19,55

1

17,10

8,35 8,35 17,60

2

18,10

3T

16,25

8,35

B 6,40 16,83 4T

17,40

1

21,50

7,05 9,10 20,83

2

20,15

3T

19,55

8,35

C 7,30 19,93 4T

20,30

Naměřené hodnoty ukazují, že u TKN s konstantní tloušťkou vrstvy trhaviny (A) došlo při snížení množství trhaviny o cca 25 % k poklesu výkonu o 15 % vzhledem k netěsněným náložím. Oproti tomu u TKN s proměnnou tloušťkou trhaviny (B, C) došlo při snížení množství trhaviny o cca 25 % k poklesu výkonu o pouhých 5 % vzhledem k netěsněným náložím.

6,85

Při těchto experimentech se ukázala i vhodnost použití práškového materiálu v polymerní matrici pro těsnění náloží. Při detonaci nálože totiž dochází k úplnému rozložení na jemné částice, které prudce ztrácejí rychlost a nedochází tak k ohrožení okolí rozletem střepin.

Tabulka č. 3.

Srovnání výkonů jednotlivých náloží

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA 15

16


NEVYBUCHLÁ MUNICE V ZEMI = EK OL OGICKÁ ZÁ TĚŽ EKOL OLOGICKÁ ZÁTĚŽ Ing. Jan POK ORNÝ POKORNÝ

Rád bych navázal na svůj příspěvek na konferenci v Luhačovicích v září 2002. Končil jsem tím, že meziministerská odborná komise připravila legislativní opatření tak, aby soukromé firmy mohly provádět pyrotechnický průzkum a očistu v souladu se zákonem. Po odmítnutí Českého báňského úřadu tuto činnost zajišťovat, převzalo gesci Ministerstvo vnitra a připravilo novelu zákona č. 119/2002 Sb., o střelných zbraních a střelivu. Tato novela byla v paragrafovaném znění předána do poslanecké sněmovny a na 16. schůzi dne 22. 05. 2003 odhlasována. Přítomno bylo 193 poslanců, ano hlasovalo 187, ne žádný a 6 se zdrželo. Dne 03. 06. 2003 byla novela zákona postoupena

dubna 2004 ze sedmi přihlášených uspěli 4. Další zkouškový termín byl 09. 06. 2004 a jediný přihlášený žadatel neuspěl. Když se vrátím k názorům pana senátora Doubravy, je zřejmé, že tato novela byla potřebná. Čtyřčlenná skupina pyrotechniků Vojenských lesů a statků Mimoň je denně nasazena v bývalém VVP Ralsko při přípravě těžby dřeva a zalesňování. A nálezů munice a zapalovačů mají hodně. V bývalém VVP Milovice-Mladá byly jen za měsíce květen až červenec 2004 zajišťovány investiční akce při rekonstrukci obytných domů, pokládce inženýrských sítí, výstavbě nových

senátu.

objektů, natáčení filmu a při sanaci kontaminované zeminy.

V senátu byla jako tisk číslo 109 projednávána na 7. schůzi dne 26. 06. 2003. Návrh byl zamítnut a nebylo přijato žádné

Rovněž při výstavbě dálnice D-47 v úseku Klímkovice – Bohumín jsou zajišťovány pyrotechnické prohlídky při záchranném archeologickém výzkumu a při stavebních pracích. A oprávně-

usnesení senátu. Z přítomných 59 senátorů hlasovalo ano 26, ne 3 a ostatní se zdrželi. S návrhem zákona seznámil senátory ministr vnitra Stanislav Gross. Zpravodajem výboru pro zahraniční věci, obranu a bezpečnost byl senátor Jaroslav Doubrava

nost těchto průzkumů dokládají nálezy nevybuchlé munice. Jediným velkým nedostatkem, který se ale v současné době intensivně řeší, je schvalování technologických postupů pyro-

(KSČM). Ve své zprávě měl mnoho připomínek naznačujících, že vůbec nezná skutečný stav věci na území státu. Měl obavy ze svévolného jednání stavebních úřadů, že budou ustanovení zákona zneužívat, měl obavy z korupčního prostředí u přísluš-

technického průzkumu a dohledu. Dle logické úvahy by je měly schvalovat skupiny správních činností okresních ředitelství Policie ČR, kde se práce mají provádět a kde dobře znají místní poměry a mohou se k postupu prací vyjadřovat.

níků Policie ČR. Stejně nepochopil, cože to je „soukromý subjekt podnikající na základě tohoto zákona“ a „kolik takových případů, kdy by tento subjekt svou činnost mohl vyvíjet v republice za rok je?“

Některé útvary Policie se však odvolávají na § 10, odst. 2 uvedeného zákona a trvají na tom, aby technologické postupy schvalovaly skupiny správních činností podle sídla firmy nebo trvalého bydliště žadatele. Tak došlo k paradoxu, že policisté z Prahy a Severočeského kraje schvalovali technologické postu-

Ministr vnitra v odpovědi zdůraznil, že cituji „se jedná o hluboké nedorozumění, zejména chceme-li vrátit život do bývalých VVP. Armáda tam svou činnost ukončila a každý kdo chce v tomto prostoru stavět si nemůže myslet, že mu tam Policie pošle pyrotechnika, který se tam bude 2, 3, 5 dní, týden, 14 dnů, s prominutím „hrabat v zemi.““ Konec citátu. I přes to byla novela zákona schválena a jako zákon čís. 228/2003 Sb. dne 04. 07. 2003 vydána ve Sbírce zákonů, částka 79, s platností

py pyrotechnického průzkumu v Severomoravském kraji. Jak jsem však uvedl v úvodu tohoto odstavce, tento nedostatek se již řeší z nejvyšších míst Policie ČR. Další termín zkoušek do doby napsání tohoto příspěvku Ministerstvo vnitra ČR nevypsalo, dá se však předpokládat, že do doby jednání naší konference se tak stane. Proto přeji všem dalším žadatelům, aby u zkoušek uspěli.

od 01. 01. 2004. Novela stanoví co je pyrotechnický průzkum, jaká musí být odborná způsobilost žadatele o zbrojní průkaz skupiny F, povinnosti držitele zbrojního průkazu skupiny F, oprávnění držitele zbrojní licence skupiny K, povinnosti držitele zbrojní licence skupiny K, postup při nálezu dokladů, zbraní, munice nebo výbušnin a definuje pojmy munice a nevybuchlá munice. Ve dnech 14. až 15. dubna 2004 byly provedeny první zkoušky žadatelů o zbrojní průkaz skupiny F. Z osmi přihlášených se dostavilo 6 a uspěli 4. Ve druhém termínu zkoušek 21. až 22.

Děkuji vám za pozornost.


17

AL TERN A TIVY DETEK CE PO ZEMNÍCH MIN ALTERN TERNA DETEKCE POZEMNÍCH Protipěchotní miny každoročně usmrtí nebo vážně zraní více než 20 tisíc lidí. Podle Stockholmského institutu pro výzkum míru (SIPRI) je každý týden zabito nebo zraněno 150 až 200 civilních osob, ponejvíce žen a dětí. Tato hrozná čísla vedla některé státy ke snahám zakázat výrobu, skladování a používání protipěchotních min. Tyto snahy vyvrcholily tzv. Ottawskou úmluvou o zákazu použití, skladování, výroby a vývozu protipěchotních min a jejich zničení. Úmluvu podepsalo 125 států světa 03. 12. 1997. Největším nedostatkem je skutečnost, že USA, Čína, Rusko, Pákistán, Řecko, Indie, Turecko, Irák, Irán, Izrael, Sýrie a oba korejské státy k této úmluvě nepřistoupily. V současné době je v 68 zemích světa rozmístěno asi 85 až 110 milionů protipěchotních min. Pro zajímavost v Egyptě 22 milionů, Angole 10-15 milionů, Afganistanu 9-10 milionů, Kambodži 8-10 milionů, státech bývalé Jugoslávie 4-6 milionů atd. Jejich likvidaci omezuje zejména nedostatek financí na odminovací práce (jen jedna třetina financí jde na vlastní odminování), žádná evidence o položených minových polích, nesystémově položené miny a nástrahy s vysokým stupněm nebezpečí (na 1-2 tisíce zneškodněných min připadá jeden usmrcený odminovač) a velmi nízké tempo prací ve většině prováděných ručně klasickou metodou s minovým bodcem a detektorem. Proto se v poslední době věnuje v mnoha státech velká pozornost alternativním metodám vyhledávání pozemních min a nevybuchlé munice.

Na každou zmiňovanou technologii lze zpracovat samostatnou přednášku, proto jen velmi stručně o některých zajímavých: • Technická universita Darmstadt vyvíjí detektor na bázi nukleární rezonance. Detektor kovů sice najde 1gram kovu do hloubky 20cm, ale prověřovaná plocha je plná různých kovových předmětů, střepin, plechovek, nábojnic, šroubů apod. Nová metoda zjišťuje půlgramové množství trinitrotoluenu (TNT) a tím podstatně omezuje počet falešných signálů; • Na bázi detekce neutronů pracuje také detektor z PNNL (Pacifik Northwest National Laboratory) z USA, využívající izotop Kalifornia;

Hlavní směry výzkumu jsou zaměřeny na: 1) inovaci elektromagnetické detekce a) použití zemního radaru GPR; b) elektrickou impedanční tomografii; c) zpětný rozptyl rentgenových paprsků; d) infračervený hyperspektrální systém; e) mikrovlnné systémy. 2) akusticko-seismický systém 3) technologii detekce výparů výbušnin a) biologické metody (psi, včely, krysy, bakterie); b) chemické a elektrochemické metody (fluorescence, elektrochemie, piezoelektrická metoda, spektroskopie). 4) technologie detekce volných výbušnin a) nukleární čtyřpolová rezonance; b) neutronová metoda. 5) inovace metody „bodec-sondáž“ 6) zdokonalení zpracování signálu a značkové modelování.

• Zařízení „REPER“ UPP-1 je ruské přenosné zařízení pro vyhledávání nehomogenit obsahujících vodík, to je míst podezřelých na přítomnost výbušnin na bázi TNT, Hexogen, tetryl a plastových min s použitím zdroje neutronů též na bázi Kalifornia 252. Celková váha 8 kg, doba nepřetržité činnosti bez výměny baterií 20 hodin. UPP-2 je opět na bázi Kalifornia 252, ale registruje gama záření nad místem nehomogenity obsahujícím dusík. Tok rychlých neutronů ze zdroje v hlavici je rozptylován jádry vodíku ve zpomalovači a tok tepelných neutronů ozařuje sledované prostředí. Detektor pak registruje gama záření prostředí. Váha soupravy je 15,50 kg;

18 • Americká firma Cy Terra zkouší kombinovaný detekční systém AN/PSS-14. Je to kombinace detektoru kovů a zemního radaru ručně neseného, o váze 4,20 kg, s rozlišovací schopností 0,20 gramů kovu. Prvních 22 přístrojů zkouší americká armáda;

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA • Společnost NOMADICS vyrábí detektory FIDO. Zařízení filtruje laserový paprsek, s jehož pomocí se ultrafialovou chromatografií zjišťují výpary nitroaromatických výbušnin s citlivostí 10-15 gramu. To zhruba odpovídá 70 nanogramů na 1litr.

Tolik ve stručnosti o některých metodách. Nevýhodou většiny zatím je to, že lze s nimi pracovat jen v laboratorních podmínkách. Vývoj však jde tak rychle vpřed, že na naší příští konferenci budeme moci mluvit již o některých v terénu použitelných úpravách.

• V moskevském institutu aplikované matematiky a mechaniky státní technické univerzity je zkoušeno zařízení „MiRaskan“, schopné identifikovat předměty do hloubky 20cm, včetně jejich tvaru. Pracuje na kmitočtu 1,5 – 2,0 GHz. Funkční vzorek pracuje v pásu širokém 120 cm a k identifikaci je zatím třeba notebook;

• Pracovní skupina prof. Dr. Wolfganga Schäde z Institutu pro fyziku a fyzikální technologie technické univerzity v Clausthalu v Německu předvedla na letošním hannoverském veletrhu laser-optickou jehlu k hledání min. Schéma činnosti je zřejmé z připojeného schématu. Zájem již projevil Vojenský vědecký institut Bundeswehru WIWEB a firma SYSTEKTUM z Flensburgu;


19

NĚK TERÉ ZMĚNY PRÁVNÍCH PŘEDPISŮ Z OBLAS TI Z OBLASTI VÝBUŠNIN SOUVISEJÍCÍ SE V VSS TUPEM ČR DO EU Ing. Ott o KY SELA Otto KYSELA Český báňský úřad, Kozí č. 4, 110 01 Praha 1

Abstrakt: Jedním z předpokladů úspěšného završení úsilí České republiky o přijetí do Evropského společenství bylo zajištění plné harmonizace českého práva s právem Evropské unie. Plně to platí i pro oblast výbušnin, které jsou dle současné systematiky práva součástí horního práva.

V současné době je v České republice právní režim nakládání

Zákon č. 315/2001 Sb. obsahuje též zmocnění pro Český báňský

s výbušninami upraven v části třetí zákona č. 61/1988 Sb.,

úřad stanovit vyhláškou postupy pro ověřování základních

o hornické činnosti, výbušninách a o státní báňské správě, ve

požadavků na bezpečnost výbušnin v těch případech, kdy tyto

znění pozdějších předpisů. Nejvýznamnější změnu tato právní

postupy nejsou stanoveny harmonizovanou českou technickou

úprava doznala zákonem č. 315/2001 Sb., kterým se mění

normou. Do doby vypracování jednotné celoevropské úpravy

s účinností od 1. 1. 2002 zákon č. 61/1988 Sb., a který převzal

bylo předpokládáno využití vyhlášky Českého báňského úřadu

Směrnici č. 93/15/EEC, o harmonizaci předpisů týkajících se

č. 246/1996 Sb., kterou se stanoví podrobnější podmínky pro

uvádění na trh a dozoru nad výbušninami pro civilní použití.

povolování výbušnin, výbušných předmětů a pomůcek do oběhu

Tato změna měla za cíl zajistit soulad českého práva s právními

a jejich přezkušování. Zároveň byla vypracována s účinností

předpisy, které platí v zemích EU.

od 1. března 2002 vyhláška Českého báňského úřadu č. 60/

Tímto zákonem se zejména zavedla nová definice výbušnin

2002 Sb., kterou se mění vyhláška Českého báňského úřadu

tak, jak je uvedena v Doporučeních OSN pro přepravu nebez-

č. 246/1996 Sb. tak, aby zahrnula i základní podmínky, které

pečného zboží a která je převzata i Evropskou dohodu o mezi-

musí být splněny při procesu povolování jednotlivých druhů

národní silniční přepravě nebezpečných věcí (ADR) v příloze

výbušnin do rizikových poměrů. Důvodem byla skutečnost, že

A. Vymezuje se dále obsah termínu „nakládání s výbušninami“,

zákon č. 315/2001 Sb. vyhrazuje Českému báňskému úřadu

který zahrnuje celou řadu činností spojených s manipulací

právo povolovat před prvním použití v rizikových podmínkách

s výbušninami. Významnou proměnou prošla též otázka povo-

nebo v rizikovém prostředí jednotlivé druhy výbušnin, a to

lování odběru výbušnin. Dnešní institut předávání a převzetí

jak z důvodu bezpečného použití, tak i z důvodů ochrany zdraví

výbušnin je oproti původní úpravě s ohledem na ustanovení

při práci a bezpečnosti provozu.

Směrnice č. 93/15/EEC poněkud širší a v mnoha ohledech i náročnější. Nově zavedený pojem „předání“ v sobě zahrnuje rozsáhlou škálu kroků počínaje vnitrostátním pohybem výbušnin přes vývoz, dovoz a tranzit výbušnin.

Vzhledem k požadavku Evropské komise na plnou slučitelnost českých právních předpisů s předpisy ES pro oblast výbušnin navrhl Český báňský úřad novelu zákona č. 61/1988 Sb., která se týká zejména vypuštění zmocnění pro vydání vyhlášky pro

Pokud jde o úpravu režimu uvádění výbušnin na trh, bylo

stanovení metod pro ověřování základních požadavků na bezpeč-

upuštěno od uvádění výbušnin do oběhu Českým báňským

nost výbušnin. Autorizovaná osoba při posuzování shody je

úřadem a všechny výbušniny bez rozdílu se na trh uvádí podle

pak, v případě neexistence harmonizovaných technických no-

zákona č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky

rem, vázána pouze základními požadavky uvedenými v příloze

a o změně a doplnění některých zákonů, ve znění pozdějších

k nařízení vlády č. 358/2001 Sb.

předpisů. V souladu s tímto zákonem a Směrnicí č. 93/15/ EEC výbušniny musí splňovat určité penzum základních bezpeč-

V rámci novely byla též ze zákona č. 61/1988 Sb. vypuštěna

nostních požadavků, jejichž okruh je vymezen v nařízení vlády

povinnost Českého báňského úřadu schvalovat návody k použí-

č. 358/2001 Sb. vydaném k provedení zákona č. 22/1997 Sb.

vání výbušnin nebo pomůcek, která se stala bezpředmětnou

20


po nabytí účinnosti zákona č. 315/2001 Sb., podle kterého již

č. 22/1997 Sb., ve znění pozdějších předpisů, je při posuzování

výbušniny neuvádí do oběhu Český báňský úřad.

shody vázána základními požadavky definovanými v nařízení vlády č. 358/2001 Sb. Při zkoušení a ověřování těchto poža-

Tato novela vyšla jako část čtvrtá zákona č. 226/2003 Sb., kterým se mění zákon č. 22/1997 Sb. Další změny zákona č. 61/1988 Sb. jsou uvedeny v části třetí zákona č. 227/2003 Sb., kterým se mění zákon č. 156/2000 Sb., o ověřování střelných zbraní, střeliva a pyrotechnických předmětů a o změně a doplnění některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů. Tyto změny se týkají především úprav v textu definic výbušnin a výbušných předmětů, do pojmu „nakládání“ s výbušninami bylo zahrnuto též „přejímání a zpracování“, účastníkem řízení o vydání povolení k opakovanému předávání výbušnin se nově stává pouze žadatel.

davků v oblastech, na které jsou zpracovány harmonizované normy, vychází z ustanovení těchto norem. Současně s novou vyhláškou č. 293/2003 Sb. byl zpracován návrh nařízení vlády, kterým se mění nařízení vlády č. 358/ 2001 Sb., kterým se stanoví technické požadavky na výbušniny pro civilní použití při jejich uvádění na trh. I v tomto případě byly důvodem vypracování novely připomínky Evropské komise a to zejména k ustanovení, které stanovilo, že zkušební postupy uvedené ve vyhlášce č. 246/1996 Sb., kterým byly při zkoušení výbušnin naplňovány požadavky kladené na výbušniny nařízením vlády č. 358/2001 Sb., jsou právně závazné, a to až do

V souvislosti s požadavkem EU na zrušení zmocnění pro vydání

doby vydání harmonizovaných technických norem. Evropská

vyhlášky, která při neexistenci harmonizovaných norem umož-

komise však považuje za dostatečnou úpravu obsaženou

nila vydat metody pro ověřování základních požadavků na

v přílohách k nařízení vlády č. 358/2001 Sb., která byla

bezpečnost výbušnin, vypracoval Český báňský úřad na základě

převzata ze Směrnice č. 93/15/EEC. Další části novely reagují

zmocnění v zákoně č. 315/2001 Sb. návrh vyhlášky, která

na aktuální znění zákona č. 22/1997 Sb., ve znění pozdějších

vyhrazuje Českému báňskému úřadu právo vymezit okruh

předpisů, (např. změny týkající se definice pojmu „zplnomoc-

bezpečnostních požadavků pro první použití výbušnin v pro-

něný zástupce“). Nařízení vlády č. 416/2003 Sb., kterým se

středí s nebezpečím výbuchu uhelného prachu a plynů. Ve

mění nařízení vlády č. 358/2001 Sb., kterým se stanoví tech-

vyhlášce jsou z důvodů bezpečného použití a i z důvodů ochrany

nické požadavky na výbušniny pro civilní použití při jejich

zdraví při práci a bezpečnosti provozu zakotveny základní úkony,

uvádění na trh, nabylo účinnosti dnem vstupu smlouvy o při-

které musí být splněny při procesu prvního povolení výbušnin

stoupení České republiky k Evropské unii v platnost.

do rizikových poměrů. Těmito úkony jsou zejména podání žádosti o povolení druhu výbušniny a předložení příslušné dokumentace. Příloha k této vyhlášce předkládá konkrétní požadavky na vlastnosti důlně bezpečných výbušnin a jejich použití v rizikovém prostředí a rizikových podmínkách a jednotlivé metody včetně způsobů, za kterých probíhá jejich

Tímto dnem nabývají též účinnosti některá další ustanovení § 25 zákona č. 61/1988 Sb., o hornické činnosti, výbušninách a o státní báňské správě, ve znění pozdějších předpisů. Jedná se o ustanovení, která se týkají předávání výbušnin do ciziny nebo z ciziny a případného tranzitu výbušnin přes území České republiky.

přezkušování. Rovněž obsahuje podrobný technický návod přípravy zkoušek, vlastního testování a způsobu vyhodnocování.

Organizace může výbušniny předávat do ciziny nebo z ciziny jen na základě povolení Českého báňského úřadu. O vydání

Vyhláška ČBÚ č. 293/2003 Sb., o bližších podmínkách a vlastnostech výbušnin určených pro použití v rizikových podmínkách nebo v rizikovém prostředí a o přezkušování

povolení je povinna požádat organizace, která je příjemcem výbušniny. O povolení k tranzitu výbušnin přes území České republiky požádá osoba, která má přepravu provést.

vlastností těchto výbušnin, která nabyla účinnosti dnem 1. 10. 2003, ruší platnost vyhlášky č. 246/1996 Sb., včetně

Povolení k předání výbušniny musí mj. obsahovat identifikační

její novely – vyhlášky č. 60/2002 Sb. dnem vstupu smlouvy

údaje žadatele (jméno, obchodní jméno nebo název, adresu

o přistoupení České republiky k Evropské unii v platnost, tj.

sídla, místo provozovny či místo podnikání), identifikační číslo,

dnem 1. 5. 2004.

doklad o tom, že má oprávnění k podnikání v oboru výbušnin a že má osobu odborně způsobilou podle § 36 zákona č. 61/

Zrušením vyhlášky Českého báňského úřadu č. 246/1996 Sb., ve znění pozdějších předpisů, byly zrušeny zkušební postupy a požadavky na technické vlastnosti a bezpečnost výbušnin definovaných vyhláškou. Autorizovaná osoba ustanovená k posuzování shody výbušnin pro civilní použití podle zákona

1988 Sb.; má-li být výbušnina v ČR skladována, předloží doklad o podmínkách skladování. Žádost musí obdobně obsahovat identifikační údaje výrobce výbušniny a v případě vývozu identifikační údaje příjemce výbušniny (jméno a příjmení, obchodní jméno nebo název, zemi a místo podnikání, informaci


21

o tom, na základě jakého dokumentu ve své zemi podniká

Český báňský úřad vypracoval jednotný formulář žádosti

v oboru výbušnin). U výbušniny, pro které je povolení poža-

o vydání povolení předávání výbušnin z ciziny, do ciziny,

dováno, musí být uvedeno UN číslo ve smyslu mezinárodních

případně tranzitu výbušnin přes území ČR, který je v příloze

předpisů pro přepravu nebezpečných věcí, obchodní název,

této informace a který je uveden na internetových stránkách

množství, úplný popis výbušniny a údaje o splnění podmínek

státní báňské správy (www.cbusbs.cz). Formulář žádosti musí

pro uvedení výbušniny na trh, pokud má být uvedena na trh.

žadatel (příjemce výbušniny), případně zplnomocněný zástupce žadatele předat vyplněný ve čtyřech vyhotoveních na Český

Přejímající organizace spolu se žádostí o vydání povolení

báňský úřad v Praze.

k předání výbušniny poskytne Českému báňskému úřadu kromě výše uvedených údajů též údaje o trase přepravy

Český báňský úřad před vydáním povolení ověří, zda jsou

a způsobu předání, předpokládaný den odeslání a převzetí

stanovené podmínky splněny, jinak žádost o vydání povolení

a označení místa vstupu a případně výstupu na území České

zamítne. Povolení k předávání výbušnin do ciziny, z ciziny

republiky.

a k tranzitu výbušnin přes území ČR bude Český báňský úřad vydávat v souladu se zákonem č. 71/1967 Sb., o správním

Pro každé předání výbušnin musí být požádáno o vydání povolení k jejímu předání.

řízení (správní řád, formou rozhodnutí. Žádost – povolení k předání výbušnin do ciziny, z ciziny a k tranzitu vyplněné

Účastníkem řízení o vydání povolení k předání výbušniny je

žadatelem, případně zplnomocněným zástupcem a potvrzené

předávající i přejímající organizace, jde-li o předání výbušniny

Českým báňským úřadem bude přílohou rozhodnutí.

z ciziny, je účastníkem řízení přejímající organizace a jde-li o tranzit přes území České republiky, je účastníkem řízení jen

Vydané povolení Český báňský úřad zašle na vědomí Policejnímu prezidiu Policie ČR a Generálnímu ředitelství cel.

osoba, která má přepravu provést. Organizace jsou povinny zajistit, aby povolení k předání Jak je již výše uvedeno, o vydání povolení k předání výbušniny z ciziny a do ciziny je povinna Český báňský úřad požádat organizace, která je příjemcem výbušniny (§ 25 odst. 3 citovaného zákona). Pro řešení případných problémů v případě

výbušnin bylo přepravováno společně s výbušninou po celou dobu přepravy z místa odeslání až do místa určení a na požádání předloženo celním orgánům, orgánům Policie ČR a orgánům státní báňské správy.

předání výbušniny do ciziny (žádost o vydání povolení musí podat příjemce výbušniny, tedy zahraniční subjekt) lze využít

Povolení k předání výbušniny musí být po ukončení přepravy

ustanovení § 17 odst. 1, 2 správního řádu, který upravuje

uloženo u přejímající organizace a úředně ověřená kopie tohoto

možnost účastníka řízení, nechat se ve správním řízení zastu-

povolení musí být uložena u předávající organizace, v obou

povat buď advokátem, či jiným zástupcem, kterého si zvolí.

případech nejméně po dobu 5 let ode dne ukončení přepravy.

V takovém případě je nutné, aby přejímající organizace (zahraniční subjekt) prostřednictvím svého statutárního orgánu udělila plnou moc pro své zastupování v řízení o vydání předmětného povolení buď českému advokátovi, případně svému tuzemskému dodavateli, tedy předávající organizaci. Tato plná moc musí být v českém jazyce a notářsky (úředně) ověřená. V případě opakujících se dodávek výbušnin stejného subjektu je možné, aby tato plná moc byla formulována jako tzv. generální a byla udělena pro výše uvedený typ správního řízení na určitý stanovený časový úsek, maximálně však na 12 měsíců. Stejným způsobem, v případě opakujících se dodávek výbušnin od stejných dodavatelů, případně stejným příjemcům výbušnin, je možno postupovat při předkládání notářsky ověřených koncesních listin nebo jejich oprávnění k podnikání s výbušninami nebo dokladů o možnosti skladování, pokud dovážená výbušnina bude na území ČR skladována.

Zbývající vyhlášky vydané k provedení jednotlivých ustanovení části třetí zákona č. 61/1988 Sb., ve znění pozdějších předpisů, zůstávají ve znění platném k 1. 1. 2002 Sb.

22


PRA VNÍ PŘEDPIS Y , ÚPRA VY V OBLAS TI VÝBUŠNIN PRAVNÍ PŘEDPISY ÚPRAVY V OBLASTI Ing. Bohumil DRE CHSLER DRECHSLER Český báňský úřad, Praha

Jedná se o následující problematiku přednášky: 1. Vývoj definice výbušnin. 2. Postup při předávání a přejímaní výbušnin po vstupu do EU. 3. Právní předpisy tuto problematiku upravující.

K vypracování přednášky použity tyto podklady: 1. Zákon č. 61/1988 Sb., o hornické činnosti, výbušninách a o státní báňské správě, ve znění zákona č. 425/1990 Sb., zákona č. 542/1991 Sb., zákona č. 169/1993 Sb., zákona č. 128/1999 Sb., zákona č. 71/2000 Sb., zákona č. 124/2000 Sb., zákona č. 315/2001 Sb., zákona č. 206/2002 Sb., zákona č. 320/2002 Sb., zákona č. 150/2003 Sb., zákona č. 226/2003 Sb., a zákona č. 227/2003 Sb. 2. Sdělení Mzv č. 6/2002 Sb,m.s., kterým se doplňuje sdělení č. 159/1997 Sb., č. 186/1998 Sb., č. 54/1999 Sb., a č. 93/2000 Sb.m.s. 3. ČSN 66 8001 Názvosloví výbušnin

K PR OBLEMA TICE č . 1: K PROBLEMA OBLEMATICE 1 . DEFINICE VÝBUŠNIN Dnes již nezávazná Československá státní norma ČSN 66 8001, upravovala „Názvosloví výbušnin“ a pod zařazením 0301 byla definice výbušnin upravena takto: „výbušnina je chemickou látkou nebo směs látek v tuhém nebo kapalném stavu, schopných vlivem roznětu, rychlé a samovolné chemické přeměny s uvolněním velkého množství tepla a plynných zplodin výbuchu“. Výbušniny se dělí na střeliviny, trhaviny, třaskaviny a pyrotechnické slože. Výbušninami podle zákona č. 61/1988 Sb., o hornické činnosti, výbušninách a o státní báňské správě (viz § 21) jsou „výbušné látky a výbušné předměty, jejichž energie chemické výbuchové přeměny se využívá k trhacím pracím nebo k vyvolání světelných, popřípadě zvukových účinků“. Zákonem č. 315/2001 Sb., kterým se měnil zákon č. 61/1988 Sb., o hornické činnosti, výbušninách a o státní báňské správě, ve znění pozdějších předpisů (viz § 18a odst.1) byla definice výbušnin změněna na: „Výbušninami podle tohoto zákona se rozumí látky a předměty, které jsou uvedeny v mezinárodní

smlouvě o přepravě nebezpečných věcí, kterou je Česká republika vázána a která je vyhlášena ve Sbírce zákonů, a jsou zařazeny v Příloze A této smlouvy do třídy I těchto látek, jakož i látky, které mají vlastnosti trhavin, třaskavin, střelivin nebo výbušných pyrotechnických složí, pokud nejde o střelivo a pyrotechnické výrobky“. Podle sdělení Ministerstva zahraničních věcí č. 6/2002 Sb., kterým se doplňuje sdělení č. 159/1997 Sb., č. 186/1998 Sb., č. 54/1999 Sb., a č. 93/2000 Sb., m.s. o vyhlášení přijetí změn a doplňků „Přílohy A – Všeobecná ustanovení a ustanovení týkající se nebezpečných látek a předmětů“ za výbušné látky podle bodu 2.2.1.1.1. a ) se považují „tuhé nebo kapalné látky (nebo směs látek), které mohou vyvinout chemickou reakci plyn takové teploty, takového tlaku a vysoké rychlosti, že tím mohou nastat škody v okolí“. Předměty s výbušnou látkou jsou předměty, které obsahují jednu nebo více výbušných látek a nebo pyrotechnické složky. Látky a předměty, výše nejmenované a které byly vyrobeny k vyvolání praktického účinku výbuchem nebo pyrotechnického účinku. Všechny tyto tři skupiny se řadí podle ADR Přílohy A do Třídy 1 – Výbušné látky a předměty s výbušnou látkou (viz kap. 2.2.1.). Látky a předměty třídy 1 musí být zařazeny k některé podtřídě podle kap. 2.2.1.1.5. a některé skupině snášenlivosti podle kap. 2.2.1.1.6. Čísla podtřídy spolu s číslem skupiny snášenlivosti tvoří klasifikační kód.

2.2.1.1.5. Popis podtříd • Podtřída 1.1. Látky a předměty, které jsou schopné hromadného výbuchu (hromadný výbuch je takový výbuch, který postihuje téměř celý náklad prakticky okamžitě). • Podtřída 1.2. Látky a předměty ohrožující okolí rozletem střepin a trosek, které však nejsou schopné hromadného výbuchu. • Podtřída 1.3. Látky a předměty zahrnující v sobě nebezpečí požáru a vykazující malé nebezpečí tlakové vlny nebo malé nebezpečí rozletu střepin nebo malé nebezpečí roztrhání, rozmetání či obě, ale bez nebezpečí hromadného výbuchu, a) při hoření vykazují výrazné tepelné záření nebo b) které postupně hoří tak, že vykazují malé účinky působení tlakové vlny nebo střepin nebo za obou těchto účinků.

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA • Podtřída 1.4. Látky a předměty, které v případě zážehu nebo vznícení během přepravy vykazují jen malé nebezpečí výbuchu. Účinky jsou převážně omezeny na kus bez rozletu úlomků větších rozměrů nebo většího ohrožení okolí. Oheň, působící zevně nesmí vyvolat prakticky současný výbuch téměř celého obsahu kusů. • Podtřída 1.5. Velmi málo citlivé látky, schopné hromadného výbuchu, které jsou tak znecitlivělé, že pravděpodobnost jejich roznětu nebo přechodu hoření v detonaci je při běžných podmínkách přepravy velmi nízká. Jako minimální požadavek pro tyto látky je stanoveno, že nesmějí vybuchovat při zkoušce v ohni. • Podtřída 1.6. Extrémně znecitlivělé předměty, které nejsou schopné hromadného výbuchu. Předměty obsahují jen extrémně znecitlivělé detonující látky a vykazují zanedbatelnou pravděpodobnost jejich neúmyslné iniciace nebo rozšíření.

23 K Předmět, který obsahuje, jak výbušnou látku, tak i jedovatou chemickou látku. L Výbušná látka nebo předmět s výbušnou látkou, představující zvláštní riziko (např. pro svou aktivaci při přístupu vody nebo pro přítomnost hypergolů, fosfidů nebo pyroformní látky) a vyžaduje oddělení jednotlivých druhů. N Předmět, který obsahuje jen extrémně znecitlivělé detonující látky. S Látka nebo předmět, který je balen nebo uspořádán tak, že každý účinek vznikající nezamýšlenou reakcí zůstává omezen na kus, pokud nebyl obal požárem poškozen. V takovém případě musí zůstat účinky tlaku vzduchu a rozlet omezeny na míru, že opatření ke zdolávání požáru nebo jiná nouzová opatření v bezprostřední blízkosti kusu, nebudou podstatně omezena ani jim zabráněno.

Výbušné látky a předměty s výbušnou látkou 2.2.1.1.6. Popis skupin snášenlivosti látek a předmětů A Třaskavina B Předmět s třaskavinou a méně než dvěma účinky bezpečnostními zařízeními. Zahrnuty jsou některé předměty, jako rozbušky, roznětná zařízení pro trhací práce a zápalky pro náboje, i když neobsahují třaskavinu.

• Bleskovice, ohebná UN čísla 0065, 0289 • Detonátory pro munici UN čísla 0073, 0364, 0365, 0366 • Munice, cvičná UN čísla 0362, 0488 • Náložky UN čísla 0048 • Prach bezdýmný UN čísla 0160, 0161

C Hnací nebo jiná deflagrační výbušná látka nebo předmět s takovou výbušnou látkou.

• Prach, černý, lisovaný nebo jako Pelety UN čísla 0026

D Detonující výbušná látka nebo černý prach nebo předmět s detonující výbušnou látkou, vždy bez rozněcovadla a bez hnací náplně nebo předmět s rozněcovadlem látkou s nejméně dvěma bezpečnostními zařízeními.

• Prach, černý zrnovitý nebo v moučném stavu UN čísla 0027

E Předmět s detonující výbušnou látkou bez rozněcovadla s hnací náplní (jinou než takovou, která sestává z hořlavé kapaliny bez hořlavého gelu nebo hypergolů).

• Rozbušky elektrické UN čísla 0030, 0255, 0456

F Předmět s detonující výbušnou látkou s vlastním rozněcovadlem, s hnací náplní (jinou než takovou, která sestává z hořlavé kapaliny nebo hořlavého gelu nebo hypergolů) nebo bez hnací náplně. G Pyrotechnická látka nebo předmět s pyrotechnickou látkou nebo předmět, jak s výbušnou látkou, tak i látkou osvětlovací, hořlavou, slzotvornou nebo dýmotvornou (kromě předmětů aktivovaných vodou nebo které obsahují bílý fosfor, fosfidy, pyroformní látku, hořlavou kapalinu nebo hořlavý gel nebo hyperoly). H Předmět, který obsahuje, jak výbušnou látku, tak i bílý fosfor. J Předmět, který obsahuje, jak výbušnou látku, tak i hořlavou kapalinu nebo hořlavý gel.

• Předměty pyrotechnické pro technické účely UN čísla 0428, 0429, 0430, 0431, 0432

• Rozněcovadla, bez detonační inicializace UN čísla 0316, 0317, 0368 • Rozněcovadla s detonační inicializací UN čísla 0106, 0107, 0257 • Trhavina typ A UN číslo 0081 Látky sestávající z kapalných nitroesterů, jako nitroglycerin nebo směs takových látek. Obsahující kromě toho jednu nebo více těchto součástí: nitrocelulózu, dusičnan amonný nebo jiné anorganické dusičnany, aromatické nitrosloučeniny nebo spalitelné látky, jako dřevěnou moučku nebo hlinikový prášek. Látky mohou obsahovat kromě toho inertní součásti, infuzoriovou hlinku (křemelinu), nebo nepatrné přísady, jako barviva nebo stabilizátory. Trhaviny mají konzistenci práškovou, želatinovou, plastickou nebo elastickou. Pod toto pojmenování spadají také dynamity, trhací želatiny, želatinové dynamity.

24


• Trhavina typ B UN čísla 0082, 0331 Látky sestávají z a) Směsi dusičnanu amonného nebo jiných anorganických dusičnanů s výbušninami jako trinitrotoluen (TNT), která může také obsahovat jiné látky, jako dřevěnou moučku nebo hliníkový prášek; nebo b) Směsi z dusičnanu amonného nebo jiných anorganických dusičnanů s jinými hořlavými, nevýbušnými látkami. V obou případech mohou trhaviny obsahovat inertní součásti, jako infuzóriovou hlinku (křemelinu) a přísady, jako barviva a stabilizátory. Tyto trhaviny nesmějí obsahovat žádný nitriglycerin nebo podobné kapalné organické dusičnany a žádné chlorečnany. • Trhavina typ C UN číslo 0083 Látky sestávající ze směsí chlorečnanu draselného a chlorečnanu sodného nebo chloristanu draselného, nebo chloristanu draselného, chloristanu sodného nebo chloristanu amonného a organických nitrosloučenin nebo hořlavých látek jako dřevěná moučka, hlinikový prášek nebo uhlovodíky. Látky mohou kromě toho obsahovat inertní součásti jako infuziórovou hlinku (křemelinu) a přísady jako barviva a stabilizátory. Tyto trhaviny nesmějí obsahovat žádný nitroglycerin nebo podobné kapalné nitroestery. • Trhavina typ D UN číslo 0084 Látky sestávající ze směsí organických nitrosloučenin a hořlavých látek, jako uhlovodíky a hliníkové prášky. Látky mohou obsahovat inertní součásti jako infuzóriovou hlinku (křemelinu) a přísady jako barviva a stabilizátory. Tyto trhaviny nesmějí obsahovat nitroglycerin nebo podobné kapalné nitroestery, chlorečnany a dusičnan amonný. Pod toto pojmenování spadají ve všeobecnosti plastické trhaviny. • Trhavina typ E UN čísla 0241, 0332 Látky sestávající z vody, jako hlavní součásti a vysokého podílu dusičnanu amonného nebo jiných oxidačních prostředků, z nichž se část může nacházet v roztoku. Ostatní součásti mohou být nitrované sloučeniny, jako trinitrotoluen, uhlovodíky nebo hlinikový prášek. Látky mohou obsahovat inertní součásti, jako infuzóriovou hlinku (křemelinu) a přísady, jako barviva a stabilizátory. Pod toto pojmenování spadají emulzní trhaviny, trhaviny typu slury a „vodní gely“. • Zápalnice UN číslo 0066 • Zařízení roznětná, pro trhací práce, Neelektrická UN čísla 0360, 0361, 0500 • Zažehovače UN čísla 0121, 0314, 0315, 0454.

K PR OBLEMA TICE č . 2 K PROBLEMA OBLEMATICE 2. POS TUP PŘI PŘEDÁV ÁNÍ A PŘEJÍMÁNÍ VÝBUŠNIN POSTUP PŘEDÁVÁNÍ PO V VSS TUPU DO EU 2.1. Předávání výbušnin do ciziny, z ciziny a k transitu Dnem vstupu smlouvy o přistoupení České republiky k Evropské unii v platnost nabyla účinnosti některá další ustanovení § 25 zákona č. 61/1988 Sb., o hornické činnosti, výbušninách a o státní báňské správě, ve znění pozdějších předpisů. Jedná se o ustanovení, která se týkají předávání výbušnin do ciziny nebo z ciziny a případného tranzitu výbušnin přes území České republiky. Organizace může výbušniny předávat do ciziny nebo z ciziny jen na základě povolení Českého báňského úřadu. O vydání povolení je povinna požádat organizace, která je příjemcem výbušniny. O povolení k tranzitu výbušnin přes území České republiky požádá osoba, která má přepravu provést. Povolení k předání výbušniny musí mj. obsahovat identifikační údaje žadatele (jméno, obchodní jméno nebo název, adresu sídla, místo provozovny či místo podnikání), identifikační číslo, doklad o tom, že má oprávnění k podnikání v oboru výbušnin a že má osobu odborně způsobilou podle § 36 zákona č. 61/ 1988 Sb.; má-li být výbušnina v ČR skladována, předloží doklad o podmínkách skladování. Žádost musí obdobně obsahovat identifikační údaje výrobce výbušniny a v případě vývozu identifikační údaje příjemce výbušniny (jméno a příjmení, obchodní jméno nebo název, zemi a místo podnikání, informaci o tom, na základě jakého dokumentu ve své zemi podniká v oboru výbušnin). U výbušniny, pro které je povolení požadováno, musí být uvedeno UN číslo ve smyslu mezinárodních předpisů pro přepravu nebezpečných věcí, obchodní název, množství, úplný popis výbušniny a údaje o splnění podmínek pro uvedení výbušniny na trh, pokud má být uvedena na trh. Přejímající organizace spolu se žádostí o vydání povolení k předání výbušniny poskytne Českému báňskému úřadu kromě výše uvedených údajů též údaje o trase přepravy a způsobu předání, předpokládaný den odeslání a převzetí a označení místa vstupu a případně výstupu na území České republiky. Pro každé předání výbušnin musí být požádáno o vydání povolení k jejímu předání. Účastníkem řízení o vydání povolení k předání výbušniny je předávající i přejímající organizace, jde-li o předání výbušniny z ciziny, je účastníkem řízení přejímající organizace a jde-li o tranzit přes území České republiky, je účastníkem řízení jen osoba, která má přepravu provést. Jak je již výše uvedeno, o vydání povolení k předání výbušniny z ciziny a do ciziny je povinna Český báňský úřad požádat organizace, která je příjemcem výbušniny (§ 25 odst. 3 citovaného zákona). Pro řešení případných problémů v případě předání výbušniny do ciziny (žádost o vydání povolení musí

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA podat příjemce výbušniny, tedy zahraniční subjekt) lze využít ustanovení § 17 odst. 1, 2 správního řádu, který upravuje možnost účastníka řízení, nechat se ve správním řízení zastupovat buď advokátem, či jiným zástupcem, kterého si zvolí. V takovém případě je nutné, aby přejímající organizace (zahraniční subjekt) prostřednictvím svého statutárního orgánu udělila plnou moc pro své zastupování v řízení o vydání předmětného povolení buď českému advokátovi, případně svému tuzemskému dodavateli, tedy předávající organizaci. Tato plná moc musí být v českém jazyce a notářsky (úředně) ověřená. V případě opakujících se dodávek výbušnin stejného subjektu je možné, aby tato plná moc byla formulována jako tzv. generální a byla udělena pro výše uvedený typ správního řízení na určitý stanovený časový úsek, maximálně však na 12 měsíců. Stejným způsobem, v případě opakujících se dodávek výbušnin od stejných dodavatelů, případně stejným příjemcům výbušnin, je možno postupovat při předkládání notářsky ověřených koncesních listin nebo jejich oprávnění k podnikání s výbušninami nebo dokladů o možnosti skladování, pokud dovážená výbušnina bude na území ČR skladována. Český báňský úřad vypracoval jednotný formulář žádosti o vydání povolení předávání výbušnin z ciziny, do ciziny, případně tranzitu výbušnin přes území ČR, který je rovněž uveden na internetových stránkách státní báňské správy (www.cbusbs.cz). Formulář žádosti musí žadatel (příjemce výbušniny), případně zplnomocněný zástupce žadatele předat vyplněný ve čtyřech vyhotoveních na Český báňský úřad v Praze. Český báňský úřad před vydáním povolení ověří, zda jsou stanovené podmínky splněny, jinak žádost o vydání povolení zamítne. Povolení k předávání výbušnin do ciziny, z ciziny a k tranzitu výbušnin přes území ČR bude Český báňský úřad vydávat v souladu se zákonem č. 71/1967 Sb., o správním řízení (správní řád), formou rozhodnutí. Žádost – povolení k předání výbušnin do ciziny, z ciziny a k tranzitu vyplněné žadatelem, případně zplnomocněným zástupcem a potvrzené Českým báňským úřadem bude přílohou rozhodnutí. Vydané povolení Český báňský úřad zasílá na vědomí Policejnímu prezidiu Policie ČR a Generálnímu ředitelství cel. Organizace jsou povinny zajistit, aby povolení k předání výbušnin bylo přepravováno společně s výbušninou po celou dobu přepravy z místa odeslání až do místa určení a na požádání předloženo celním orgánům, orgánům Policie ČR a orgánům státní báňské správy.

25 z ciziny nebo k tranzitu přes území České republiky zjistí závažné nedostatky žádosti, informuje Komisi Evropského společenství, stejně tak informuje Komisi o zamítnutí žádostí o vydání povolení k předání výbušniny na území České republiky nebo povolení jejího tranzitu přes území České republiky nebo o pozastavení činnosti podle těchto již vydaných povolení nebo o zrušení vydaného povolení.

2.2. Předávání a přejímání výbušnin na území ČR Předávání a přejímání výbušnin na území České republiky upravuje ustanovení § 25 zákona č. 61/1988 sb., o hornické činnosti výbušninách a o státní báňské správě, ve znění pozdějších předpisů. Pro ujasnění dikce citovaného paragrafu jsem si dovolil provést odkaz na jednotlivá ustanovení příslušných odstavců:

K odst. 1: Výbušninu lze předat a převzít jen na základě povolení orgánu státní báňské správy (OBÚ nebo ČBÚ), který je příslušný k povolování trhacích prací nebo ohňostrojných prací, k nimž je výbušnina určena.

K odst. 2: Tento odstavec upravuje režim přejímání výbušnin. Povolení lze vydat jen organizaci, která současně při podání žádosti o vydání povolení prokáže, že má oprávnění k podnikání podle zákona č. 61/1988 Sb., nebo podle zvláštních právních předpisů (zákon č. 455/1991 Sb., o živnostenském podnikání) a má osobu odborně způsobilou podle § 36 cit. zákona (střelmistr, TVO, odpalovač ohňostrojů, pyrotechnik); má-li být výbušnina organizací skladována, předloží doklad o podmínkách skladování. Za doklad o oprávnění k podnikání, se pokládá doklad o koncesované živnosti skupiny: • č. 307 - Výroba chemických výrobků, • č. 314 - Provádění trhacích prací a ohňostrojných prací. Za doklad o tom, že má odborně způsobilou osobu, se pokládá průkaz střelmistra, odpalovače ohňostrojů nebo pyrotechnika).

Povolení k předání výbušniny musí být po ukončení přepravy uloženo u přejímající organizace a úředně ověřená kopie tohoto povolení musí být uložena u předávající organizace, v obou případech nejméně po dobu 5 let ode dne ukončení přepravy.

Za doklad o podmínkách skladování výbušnin se považují doklady:

Závěrem upozorňuji, že pokud Český báňský úřad při přezkoumání žádosti o vydání povolení k předání výbušnin do ciziny,

• kolaudační rozhodnutí o objektech, kde lze výbušniny uskladňovat, vyrábět nebo zpracovávat.

• doklad o vlastnictví skladu výbušnin, • smlouva o nájmu skladu výbušnin,

26


K odst. 3:

K odst. 11:

Tento odstavec upravuje režim předávání výbušnin.

Organizace nesmí předat výbušninu, jestliže ji přejímající organizace nepředloží povolení orgánu státní báňské správy (OBÚ, ČBÚ) k předání výbušniny.

Organizace může výbušninu předat jiné organizaci nebo své organizační složce jen na základě povolení obvodního báňského úřadu (dále jen „OBÚ“). Žádost o předávání výbušnin podává přejímající organizace (t.zn., že je příjemcem výbušnin). Žádost o vydání povolení (§ 25 odst. 2) musí obsahovat: a) obchodní firmu nebo název, nebo jméno a příjmení, adresu sídla, místa provozovny či místa podnikání, nebo adresu bydliště, identifikační číslo nebo rodné číslo, nebo datum narození, není-li rodné číslo přiděleno, týkající se předávající i přejímající organizace,

K odst. 12: Orgán státní báňské správy může rozhodnout o zamítnutí žádosti o vydání povolení k předání výbušniny nebo činnost podle již vydaného povolení pozastavit, jestliže zjistí vážné ohrožení nebo narušení veřejného zájmu na bezpečnosti a ochraně životů a zdraví osob i zvířat nebo majetku.

b) druh a množství předávané výbušniny,

Organizace, již byla žádost o vydání povolení k předání výbušniny zamítnuta, může podat novou žádost až po uplynutí 30 dnů ode dne zamítnutí žádosti.

c) úplný popis výbušniny a způsob její identifikace, včetně identifikačního čísla,

Činnost podle vydaného povolení k předání výbušniny může být pozastavena na dobu nejdéle 6 měsíců.

d) údaje o splnění podmínek pro uvedení výbušniny na trh, pokud má být výbušnina uvedena na trh.

Žádost může být podána písemně, v elektronické podobě, pokud je ověřena elektronickým podpisem (nařízení vlády č. 304/ 2001 Sb.) nebo faxem popř. telegraficky. Pro žádost o vydání povolení k převzetí a předání výbušnin zpracoval Český báňský úřad jednotný formulář, který je uveden na internetových stránkách státní báňské správy (www.cbusbs.cz). Organizace musí žádost podanou telegraficky nebo faxem písemně potvrdit do 3 dnů.

K odst. 4: OBÚ před vydáním povolení ověří, zda přejímající organizace je oprávněna výbušninu převzít. Nemá-li organizace oprávnění k podnikání, OBÚ žádost neprodleně zamítne.

K odst. 8: OBÚ může vydat organizaci povolení k opakovanému předávání výbušnin na území ČR i na delší časové období, nejdéle však na 5 let. V takovém případě je povinna přejímající organizace písemně oznámit OBÚ údaje o množství a druhu výbušniny u každé dílčí dodávky výbušniny, a to před jejím předáním. Pro oznámení o dílčí dodávce výbušnin zpracoval Český báňský úřad jednotný formulář, který je v příloze tohoto posudku a který je uveden na internetových stránkách státní báňské správy (www.cbusbs.cz).

K PR OBLEMA TICE č . 3 K PROBLEMA OBLEMATICE Problematiku předávání a přejímání výbušnin upravuje zákon č. 61/1988 Sb., o hornické činnosti, výbušninách a o státní báňské správě, ve znění zákona č. 425/1990 Sb., zákona č. 542/1991 Sb., zákona č. 169/1993 Sb., zákona č. 128/1999 Sb., zákona č. 71/2000 Sb., zákona č. 124/2000 Sb., zákona č. 315/2001 Sb., zákona č. 206/2002 Sb., zákona č. 320/ 2002 Sb., zákona č. 150/2003 Sb., zákona č. 226/2003 Sb., a zákona č. 227/2003 Sb.


27

NÁVRHY TRHA CÍCH PRA CÍ S RESPEK T O V ÁNÍM TRHACÍCH PRACÍ TNOS TÍ TRHA VINY GE OL OGICKÝCH POMĚRŮ A VLAS GEOL OLOGICKÝCH VLASTNOS TNOSTÍ TRHAVINY A MĚŘENÍ SEISMICKÝCH ÚČINKŮ TRHA CÍCH PRA CÍ TRHACÍCH PRACÍ A DET ON AČNÍ R Y CHL OS TI TRHA VIN PŘÍS TR O JI DETON ONAČNÍ RY CHLOS OSTI TRHAVIN PŘÍSTR TRO INS INSTT ANTEL RNDr OB OD A , CSc.; K ar el TRA CHT A; Zdeněk KUREL AR RNDr.. Bohumil SV SVOB OBOD ODA Kar arel TRACHT CHTA KUREL;; Mgr Mgr.. Radim KAŠP KAŠPAR Geodyn s.r.o., Bajkonurská 736/4, 14900 Praha 4

RESPEK T O V ÁNÍ GE OL OGICKÝCH POMĚRŮ GEOL OLOGICKÝCH

MĚŘENÍ DET ON AČNÍ R Y CHL OS TI DETON ONAČNÍ RY CHLOS

Při provádění trhacích prací v nejtěsnější blízkosti ohrožených objektů je nutno nejen měřit seismické účinky, ale je nutno pro danou horninu volit i vhodnou trhavinu. Zde bylo nutno odtěžit 40 000 metrů krychlových žuly cca 10-2 m od skleněné haly (Obr. 1).

Pro využití energie trhaviny bylo použito měřiče detonační rychlosti trhaviny INSTANTEL (Obr. 3). Přístroj pracuje na principu měření rychlosti svařování odporového drátu (na cívce) Výsledek měření je na Obr. 4.

Obr. 1 Zde bylo nutno respektovat geologických a tektonických poměrů. Odstřely byly prováděny tak, že vrty pro nálože byly vždy mezi otevřenými puklinami (Obr. 2). Tím se podstatně zmenšil přenos seismických účinků na ohrožené objekty.

Obr. 3

Obr. 4 Obr. 2

28


MĚŘENÍ SEISMICKÝCH ÚČINKŮ V hale byl umístěn seismograf Instantel Minimate plus (Obr. 5) který měřil seismické účinky ve dvou režimech měření: • Kontinuální histogramy; • Časový průběh.

Obr. 7

Obr. 5

DÁLK O VÝ PŘENOS D AT DÁLKO DA Na tunelu Sítina v Bratislavě je umístěno 5 seismografů Instantel Minimate Plus (Obr. 6). U jednoho je umísten GSM modem Wawecom, který přenáší data na server a 4 x denně odesílá zprávy formou e-mailu na 5 stanovišť, aby investor, seismolog a hlavně střelmistr věděl, jak střílel. Stejné přístroje i způsob přenosu dat je i na lokalitě Debř (Obr. 7).

Obr. 8

Obr. 6

Přístroje Instantel budou do konce roku 2004 vyhodnocení provádět do grafu na obr. 8 dle ČSN 730040 a STN 730036. Grafy zohledňují frekvenci kmitání, rychlost kmitání, stavební stav objektu a geologické poměry.


29

SY TION FFOR OR DES TR UCTION SYSS TEM OF PC SIMULA SIMULATION DESTR TRUCTION BLAS TING BLASTING Doc. Ing. PPetr etr KABELE KABELE,, PhD. Katedra stavební mechaniky Stavební fakulty ČVUT v Praze

Ing. TTomáš omáš POK ORNÝ POKORNÝ Katedra technologie staveb Stavební fakulty ČVUT v Praze

Abstract Since numerous precast concrete buildings are attaining their intended lifetime, many have to be deconstructed. To this end, use of controlled explosions appears as a suitable approach in many aspects. Computational simulations may provide a way for a conscious design of efficient and safe deconstruction procedures. In the present paper, we propose a strategy for FEM-based simulation of a precastconcrete building deconstruction. A typical precast concrete building consists of relatively stiff reinforced concrete members (panels), which are interconnected by rather weak joints. Thus, the structure is modelled by FEM as an assembly of deformable beam elements interconnected by fracturing joints. Damage induced by explosions is modelled by removing appropriate elements. Consequently, some joints fracture and their adjacent elements may become lose and undergo finite displacements and rotations. Motion of these elements is treated as a geometrically nonlinear transient dynamics problem. A particular attention is paid to modelling of joint fracture, which involves concrete cracking and crushing and reinforcement yielding. Detailed analysis of these phenomena at multiple locations of a structure in each time increment of a dynamic analysis is not feasible. Therefore, we first identify typical failure mechanisms of joints under expected loading conditions. To this end, we conduct precise nonlinear analyses with 2-D solid finite elements and fracture and plasticity material models of concrete and reinforcement On the basis of these analyses we construct simplified mechanical models of joints, which provide the joints’ nonlinear bending and axial stiffness relations. These relations are then implemented into beam elements, which are employed for the dynamic analysis of the entire building. The procedures are demonstrated on the unified structural system T0813U, which used to be widely used for residential building construction in the Czech Republic.

INTR ODUCTION INTRODUCTION Thousands of precast concrete panel buildings constructed in the past five decades through out Europe are nowadays attaining their intended lifetime. For example, only in eastern Germany there are about one million unoccupied apartments - most of them in precast concrete panel building. Although large sums of money have been expended on retrofitting these houses, German ministry of construction recommended demolition of as many as 350 thousands of apartments for which retrofitting is not feasible. Expected costs of the demolition run at • 350 million, with some experts putting the figure even ten-times higher. To reduce these costs, new deconstruction methods are being developed. Due to their cost and time efficiency, demolition methods employing controlled explosions receive much attention. However, compared to non-explosive ones, these methods pose higher risks - either of damaging neighbouring buildings or, on the contrary, incomplete collapse of the demolished building. Thus, selection of appropriate sizes, placement and timing of charges is crucial. To date, this process mostly relies on simplified mechanical analysis [3], empirical formulas, experience of

demolition engineers, and verification on simple physical models. At the same time, experience with demolition of precast concrete panel buildings is rather limited and its fullstale experimental investigation is very costly. Furthermore, the traditional procedures of demolition design do not provide tools for its conscious optimization. A computer simulation may serve as a useful tool to facilitate a conscious design of safe and efficient deconstruction procedures. However, in a contrast to a standard structural analysis, the main interest here is prediction of mechanical behaviour of a building structure during the phase when it disintegrates and loses static stability. The mechanical phenomena to be dealt with include material fracturing and yielding on one hand, and motion (finite displacements and rotations) and interaction of debris on the other. Since even separate numerical analysis of each of these phenomena presents a complicated task, when we have to consider them simultaneously, a suitable computational strategy has to be devised. The objective of the present paper is to propose a methodology for an efficient FEM-based simulation of a precast concrete building deconstruction.

30 COMPUT A TION AL STRA TEG Y COMPUTA STRATEG TEGY A typical precast concrete building consists of relatively stiff reinforced concrete members (panels), which are interconnected by rather weak joints. Structural failure in such system usually occurs at or in the vicinity of the joints. The failure usually has a localized character and involves cracking and crushing of concrete and yielding and rupture of steel reinforcement. A detailed simulation of these phenomena generally requires two- or three-dimensional FE analysis with solid elements and nonlinear material models1. Despite everincreasing computational power, such an analysis is feasible at the level of an individual structural element but at the level of an entire building and in the range of finite displacements, it would be too costly. On the contrary, the latter can be efficiently analyzed using beam or plate elements. Thus, we model the whole structure as an assembly of deformable beam elements interconnected by fracturing joints2. (Note that though we consider 2-D problems throughout this article, further extension of the presented concept to 3-D is possible.) In order to construct appropriate models of joints to be used on a macro-level, we first conduct a series of mesolevel analyses of typical structural joints and adjacent panels under various loading conditions. The results allow us to identify the fracture phenomena that dominate the joints’ response. On the basis of these results, we formulate simplified mathematical models that permit us to relate the joint loading (in terms of bending moment and axial force) and deformation (curvature and axial strain). Consequently, these moments vs. curvature and axial force vs. strain relations are implemented into the elements that form the structural model on the macro-level. The deformations and motion of the entire structure during demolition are then solved as a geometrically nonlinear transient dynamics problem.

STR UCTURAL SY CTERIS TIC STRUCTURAL SYSS TEM CHARA CHARACTERIS In the forthcoming sections, the procedure outlined in section 2 is demonstrated on an example of unified structural system T-08BU, which was widely used for residential buildings construction in the Czech Republic during the nineteen sixties and seventies. It is a precast reinforced concrete panel system with transversal bearing walls spaced at 6 meters and story height of 2.8 meters. The wall panels are made of lightly reinforced concrete (class B250), while prestressed concrete (also class B250) is used for the floor panels. The floor panels contain longitudinal voids to reduce weight. Figure 1 shows a

1

Throughout this article, we call this analysis on a meso-level

2

This level of analysis will be referred to as macro-level

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA typical joint of the transversal wall and floor panels. The reinforcement of the floor panels and that of the bottom wall panel is interconnected, but the connection to the top wall panel is unreinforced. The joint is filled with mortar and concrete class B250. Further details can be found, e.g., in ref. [4].

Figure 1: Joint of floor and wall panels (dimensions in mm)

MESO-LEVEL AN AL Y SIS ALY A detailed FE analysis was performed on the joint shown in Figure 1. A similar asymmetrical joint between outer bearing wall and floor panels was analyzed as well. To this end, commercial package ATENA was employed. Concrete and mortar were modelled using a fracture-plastic model for cementitious materials [1], which utilizes the smeared crack approach to represent fracture. Reinforcement was assumed as elastic-plastic. Values of material characteristics were based on information from ref. [4] and design code [6], [2]. The problem was solved using 2-D idealization. Initially, prestress was applied to the floor panels’ reinforcement. Then, the bottom wall panel was fixed and the top wall panel was loaded by distributed force corresponding to a dead load from three stories above the joint. Consequently, various combinations of displacement constraints and loading (bending moment and axial force) were applied to the faces of the panels, so as to simulate possible loading scenarios that may occur during deconstruction. Note that the outer faces of the panels were assigned high stiffness to remain planar and all boundary conditions were applied through these stiff layers. The analyses showed that, as expected, the horizontal layers of mortar at the head and abutment of the wall panel (sections


31

A-A’ and B-B’ in Figure 1) were the sections most prone to fracture. They exhibited localized cracking in most loading cases as it is evident in Figure 2. When positive bending was applied to the floor panel while the faces of remaining panels were fixed (Figure 2 a), cracks initially propagated along sections A-A’ and B-B’. Then the bottom crack kinked into the floor panel avoiding its main reinforcement a propagated toward the upper surface. In addition, a vertical crack formed along the embedded face of the floor panel. Under negative bending (Figure 2 b), a localized vertical crack formed in the floor panel at the section, where the concrete fill of the joint ended and the longitudinal cavities started. Figure 2 c) shows the loading case when bending was applied directly to the wall panel while the remaining panels’ faces were fixed. The asymmetrical joint between outer wall and floor panels showed a similar behaviour as the symmetrical one. Note that, while fracture usually got localized at or near the joint, the panels also exhibited distributed bending cracks within their spans. It can be concluded from the above results, that to model a joint failure, it appears as sufficient to represent the cross sections weakened by localized cracks. When the cracks are bridged by reinforcement, it may yield in the vicinity of the damaged zone. Furthermore, concrete crushing may take place near the compressed surface opposite to the crack.

SIMPLIFIED MODEL OF CRA CKED CRACKED S EECTION CTION – GE OMETRIC AL ASSUMPTIONS GEOMETRIC In an analogy with the smeared crack concept used in 2-D and 3-D continuum analysis, we base the present model on an assumption that the fractured zone of a beam, where cracking and reinforcement yielding take place, has a finite width w. In consistency with the recommendation of Eurocode 2 [2], the outer surfaces of the fractured zone are assumed to remain planar throughout the loading. See Figure 3. The strain distribution along the height of the beam is then linear and can be expressed as:

ε (z) = ε t + κ ⋅ z

(1)

where κ is the average curvature of the fractured section, εt is the strain at top surface, and z is the coordinate measured along the beam height.

SIMPLIFIED MODEL OF CRA CKED CRACKED S EECTION CTION – CONS TITUTIVE ASSUMPTIONS CONSTITUTIVE We consider a parabolic approximation of concrete stressstrain curve:  ε ε  − σ c (ε ) = fc   H ε − ε cu H ε ct − ε  ε cl ε cl 

(2)

Figure 2: Typical failure modes of joint between floor and wall panels (contours of fracture strain)

where H(...) is the Heaviside unit step function and the meaning of the remaining parameters is evident from Figure 4(a). Note that equation (2) implies that we neglect tension-softening behaviour of concrete, i.e., we consider the tensile stress to drop to zero immediately after reaching the tensile strength fct. The material behaviour of reinforcement is approximated by a trilinear function shown in Figure 4(b).

32

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA of the cross section, zs and As are the coordinate and cross-sectional area of reinforcement, respectively, and z0 is the coordinate of the neutral axis of the section in an elastic state. By combining and solving equations (1), (2), (3), and (4), one can obtain the desired relations between bending moment and curvature at given axial force as well as between axial force and axial strain at given moment.

Figure 3: Geometrical assumptions of the cracked section model

As an example, Figure 5 shows the relations calculated with the present model for symmetrical section A-A’ of the joint shown in Figure 1. Relevant geometrical and material parameters used for the calculations are listed in Table 1. Note that we consider the mean values of material characteristics specified in design code [2], [6]. Similar curves are calculated for all critical sections of the joints that were identified by the meso-level analyses. Figure 4: Assumed stress-strain curves of concrete (a) and reinforcement (b)

SIMPLIFIED MODEL OF CRA CKED SE CTION CRACKED SECTION TIONS – M- κ AND N- ε RELA RELATIONS The stress resultants – axial force N and bending moment M - are calculated by integrating stresses over a cross section:

b

h

Zs

As

Es

2

(GPa) (m) (m ) 0.0950 3.0810 -4 210

(m)

(m)

1.2000

0.1900

ft

εu

f ct

fc

(MPa)

(-)

(MPa)

(MPa)

363

0.2700

1.9

-24

fy (MPa) 235

ε cl

ε cu

(-)

(-)

-0.0022 -0.0035

Table 1: Properties of section A-A´

h

n

i =

N = ∫ σ c ε z b z dz + ∑ σ s ε zsi + σ pi Asi h

n

i =

(3)

M = ∫ z − z σ c ε z b z dz + ∑ zsi − z σ s ε zsi + σ pi Asi (4)

Figure 5: M-κ and N-ε relations calculated for joint section A-A´

Function σs is defined by the stress-strain relation given in Figure 4(b) and σp is reinforcement prestress. We consider generally n layers of reinforcing bars. Variable b is the width

SIMPLIFIED MODEL OF CRA CKED SE CTION CRACKED SECTION – FAIL URE LIMIT FAILURE LIMITSS We consider that a section fails in bending when the compressive strain reaches the level of εcu (crushing) or when the tensile strain in reinforcement attains the limit value of εu (steel rupture). The failure limit for negative axial force (compression) is defined by concrete crushing (εmin = εcu) and the ultimate state under positive axial force (tension) corresponds to reinforcement tensile rupture (εs,max = εu). By substituting these criteria into equations (1) thru (4), we can define failure envelopes in terms of axial force and bending moment. As an example, such envelopes for section A-A’ are shown in Figure 6. It is obvious that, at small negative and

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA any positive axial force, the section becomes unstable in bending upon tensile cracking of concrete, which is also evident in Figure 5, curve for N = 0. The diagram also suggests that if steel tensile yielding occurs first, it is almost immediately followed by concrete crushing in compression.

SIMPLIFIED MODEL OF CRA CKED SE CTION CRACKED SECTION – FRA CTURED ZONE WID TH FRACTURED WIDTH When a crack propagates across reinforcement, the tensile stress otherwise carried by concrete has to be taken over by the steel bars. Consequently, the bars exhibit larger deformation in the vicinity of the crack, which in turn causes formation of inclined debond cracks in adjacent concrete. As a result, both stress and strain in reinforcement exhibit increase near the crack. The increase in steel strain is even more significant subsequent to yielding. The meso-level analyses discussed in section 4 clearly revealed this phenomenon, as shown in Figure 7. In concrete, the crack corresponds to discontinuity in displacement field and Dirac delta distribution of strain. Thus, strain ε [see eq. (1)], which we assume to be uniform within the fractured zone width w, has to be equal to the nonuniform steel strain averaged over width w3. At the same time, it corresponds to the crack opening displacement smeared over width w, plus strain of the intact concrete. Obviously, the proposed model will predict a different behaviour of the cracked section for different widths w. It seems to be consistent, if we determine the value of w from the results of meso-level analyses as the width of zone with high concentration of fracture strain. As evident in Figure 7, when cracking takes place in the panel (vertical crack), w is about one half of the panel height. However, when fracture takes place in a layer of weaker joint mortar (horizontal crack), w rather corresponds to the weaker layer thickness. Further information related to this issue can be found in literature, e.g., in ref. [5].

33 SIMPLIFIED MODEL OF CRA CKED CRACKED S E CTION – MODEL F OR NONLINEAR BEHA VIOUR OF PANELS BEHAVIOUR The meso-level analyses indicate that though failure tends to take place at the joints, the wall and floor panels may exhibit distributed bending cracking within their spans. To model the nonlinear behaviour of these members, we adopt the recommendations of Eurocode 2 [2]. The overall curvature of an element with cracks is obtained as a weighted average of a curvature of a section where concrete fully acts in tension and that of a section where concrete in tension is excluded. To relate the overall curvature to bending moment and axial force, we utilize equations (1), (3), (4) and modified equation (2). In the latter equation, the bounds of validity of the quadratic function are modified to match the above assumptions. As results, we obtain the M-κ and N-ε relations, as well as failure envelopes for the floor and wall members.

Figure 7: Distribution of fracture strain in concrete and axial strain in reinforcement bars in a cracking joint

MA CR O-LEVEL MODELLING AND AN AL Y SIS MACR CRO-LEVEL ANAL ALY To demonstrate the use of the proposed method we performed simulation of deconstruction of a simple structure shown in Figure 8 a). Two cases of deconstruction procedure were analyzed - asymmetrical removal of wall A at the ground floor level and simultaneous symmetrical removal of walls A and B. The macro-level analysis was carried out with commercial FE system ADINA®. The program allows direct input of the M-κ and N-ε relations derived in section 5.

Figure 6: Failure envelopes calculated for joint section A-A’

3

When no prestress is applied

The analysis was performed in 2-D considering finite displacements rotations and transient dynamics. Contact was not taken into account at this stage. Each of the wall and floor panels was discretized by five or ten, respectively, Hermitian finite elements. The elements were assigned properties according to section 5.6. In addition, joint elements (also Hermitian) with properties derived in section 5.3 were inserted at the ends of each panel. During construction of each floor,

34

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA Progressive fracturing of the joints, both in walls and floors was observed. In case b), when only the leftmost wall A was removed, it appears that the floor to wall joints were too weak to ensure that the collapsing left tract pulled the right tract to the ground as well. The method with symmetrical wall removal appears to ensure total collapse of the structure.

CONCLUDING REMARKS A computational strategy for analysis of mechanical behaviour of a precast concrete building during deconstruction has been presented. The fracture phenomena that dominate structural failure have been identified through precise nonlinear FEM analyses of structural details - joints. Consequently, simplified models for fracturing joints have been formulated and implemented into beam elements. These elements have been utilized to perform overall transient dynamic analysis of a disintegrating and statically unstable structure. The proposed methodology appears to be efficient from the viewpoint of computational efficiency, since it separates detailed analysis of complicated fracture phenomena and the overall dynamic analysis of an entire building. It also allows implementation of further enhancements, such as consideration of debris dynamic contact or extension to 3-D.

ACKNO WLEDGEMENT S ACKNOWLEDGEMENT The research presented in this paper was supported by Grant No. 103/0210658 provided by the Grant Agency of the Czech Republic and Contract of Ministry of Education of the Czech Republic No. J04/98: 210000003. The authors would also like to thank Mr. Luděk Novák, a student at CTU in Prague, for his help with data input and FE computations.

REFERENCES Fig 8: Simulation of precast concrete building deconstruction the floor panels were placed on the walls first, and consequently the joints were realized. To represent this process, the structure was initially loaded by self-weight while the floor panels were attached to the walls through hinges. In the forthcoming steps these hinges were replaced by the joint elements. The blasting off of the ground floor walls was represented by instant removal of the appropriate wall elements. The structure then became statically unstable and was undergoing finite displacements. Figure 8(b) and Figure 8(c) show the predicted displacements and failure modes of the structure, approximately at the moment when the debris would start hitting the ground.

[1] J. Cervenka, V. Cervenka, R. Eligehausen, Fracture-plastic material model for concrete, application to analysis of powder actuated anchors, in H. Mihashi and K. Rokugo, eds, Proc. FRAMCOS 3, Gifu, 1998, AEDIFICATIO Publishers, (1998), 1107-1116. [2] Eurocode 2 Editorial Group, Eurocode No. 2: Design of concrete structures - Part 1: General rules and rules for buildings, Commission of the European Communities, (1992). [3] V. W. Oehm, Cinematic conditions for the demolition of rigid buildings by blasting, Nobel Hefte, 1, (1992), 16-25. [4] V. Rojík et al., Montované stěnové systémy vícepodlažních budov, Vydavatelství ČVUT, Praha, (1980), (in Czech). [5] J. Ulfkjaer, S. Krenk, R. Brincker, Analytical model for fictitious crack propagation in concrete beams, ASCEJ. of Eng. Mechanics, 121, 1, (1995), 7-15. [6] Úřad pro normalizaci a měření, ČSN 73 1201, Design of concrete structures, Vydavatelství ÚNM, Praha, (1986), (in Czech).


35

SPRENG ABBR UCH DES 93 m HOHEN HOCHHA USES SPRENGABBR ABBRUCH HOCHHAUSES ARKASSE IN HA GEN DER ST AD STAD ADTT SP SPARKASSE HAGEN DEMOLITION B Y BLAS TING OF THE 93 M HIGH MUL TIS Y BUILDING OF THE MUNICIP AL BY BLASTING MULTIS TISTT OR ORY MUNICIPAL S A VINGS BANK OF HA GEN HAGEN Mar tin HOPFE d VOGEL et er LICHTE Martin HOPFE,, Rainer MELZER MELZER,, Ger Gerd VOGEL,, PPet eter LICHTE,, Michael BÖHME BÖHME,, Holger SCHMID SCHMIDTT

Im März 2004 wurde das Wahrzeichen von Hagen, der „Lange Oskar” gesprengt. Es war das höchste Verwaltungsgebäude in Europa, das durch Sprengung abgebrochen wurde. Die Autoren beschreiben die Vorbereitungsphase der Sprengung, das Gebäude, die Umgebung des Sprengobjektes, die Planung des Sprengabbruchs und Erschütterungsprognosen. Vor der Sprengung wurde das Gebäude entkernt. Weiterhin werden die Schutzmaßnahmen, die Bohr- und Sprengarbeiten, das Zündprojekt und Zündvorbereitungen sowie das Sprengergebnis erläutert. Es wurde eine kombinierte elektronischnichtelektrische Zündung angewendet. Maßnahmen zur Beweissicherung und Erschütterungsmessungen wurden durchgeführt. Die Ergebnisse werden dargestellt. In March, 2004 the famous landmark of Hagen, the „long Oskar” was blasted. It was the highest administration building in Europe, which was demolished by blasting. The authors describe the preparation phase of the blast, the building, the surroundings of the blasting object, the planning of the demolition and vibration prognoses. Before the blast the building was cleared off. Furthermore are explained the protective measures, the drilling and blasting operations, the ignition project and ignition preparations as well as the blasting results. A combined electronic non-electric ignition system was used. Measures to the perpetuation of evidence and vibration measurements were carried out. The results are represented.

1 EINLEITUNG Am 07.03.2004 erfolgte die Sprengung des 93 m hohen Hochhauses der Stadtsparkasse in Hagen. Es ist das bislang höchste Verwaltungsgebäude, das in einer europäischen Stadt durch eine Sprengung abgebrochen wurde. Das Hagener Wahrzeichen, auch der „Lange Oskar” genannt, wurde vor ca. 30 Jahren erbaut.

• Fachingenieur SIGe Koordination und Schadstoffuntersuchung PL 2 Pluralis Planungsgesellschaft mbH • Überwachung der Bohr- und Sprengarbeiten Sprengsachverständiger Walter Werner • Erschütterungsmessung und Auswertung Sachverständigen- und Ingenieurbüro, Dr. Peter Lichte

Auftraggeber: Sparkasse Hagen, Körnerstraße 24, 58095 Hagen An diesem Abbruch waren folgende Unternehmen beteiligt: ARGE Rückbau Sparkasse Hagen bestehend aus:

2 ST A TISCHES PR O JEK T STA PRO ZUM SPRENG ABBR UCH SPRENGABBR ABBRUCH

• Ausführung der Gesamtabbruchmaßnahme Prangenberg & Zaum GmbH Durchführung der Bohr- und Sprengarbeiten Thüringer Spreng GmbH • Projektmanagement und Bevollmächtigter DAL-BAUTEC Projektmanagement und Beratung GmbH • Entwurfs- und Ausführungsplanung, Abbruchstatik und Erschütterungsprognose Planungsbüro für Bauwerksabbruch, Herr Dr.-Ing. Rainer Melzer • Erarbeitung und Realisierung des Zündprojektes ORICA Germany GmbH, Herr Dipl.-Ing. Päd. Gerd Vogel

2 ..1 1 BESCHREIBUNG DES GEBÄ UDES GEBÄUDES Das Gebäude war ein monolithischer Stahlbeton-Skelettbau mit drei Stützenreihen, welcher durch Scheiben und Türme horizontal stabilisiert wurde. Es besaß 22 oberirdische und zwei unterirdische Geschosse. Die Scheiben und Türme im Bereich der Achsen A, B und C nahmen Horizontallasten in Längs- und Querrichtung des Gebäudes auf. Die mächtige Scheibe in Achse G nahm die Hälfte der horizontalen Querbelastung auf. Diese Scheibe G (Bild 5.1) bildete mit Riegelscheiben im 10. und 20. OG und der Stütze G 1 einen sog. einhüftigen Rahmen. Die Decken bestanden aus monolithischen Spannbetonplatten mit vorgespannten Längsriegeln in den Zahlenachsen 1, 2 und 3 (Bild 1).

36

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA setzte voraus, dass das Gebäude zur Sprengung entkernt und für den späteren Abbruch vorbereitet wurde. Die im Bild 2 sichtbaren so genannten Stadthäuser umfassten das Abbruchgrundstück, das für den Bauwerkseinsturz zur Verfügung stand. Die Geländeoberfläche wurde bis etwa 3,0 m unter Straßenniveau vertieft und zu einem so genannten Fallbett mit Wallfolgen aus nichtbindigem Lockermaterial gestaltet.

2.3 PLANUNG DES SPRENG ABBR UCHES SPRENGABBR ABBRUCHES Bild 1: Ansicht Sparkassenhochhaus und Stadthäuser

Die beiden Kellergeschosse bildeten stabile Kastensysteme und wurden in etwa 8 m Tiefe unter Gelände gegründet. Sie waren für eine Sprengung weniger geeignet. Die oberirdische Gebäudehöhe betrug 93 m, die Gesamtbreite 18,53 m und die Länge 37,16 m. Für das Hochhaus ergab sich ein oberirdisch umbauter Raum von ca. 57.640 m3 und eine Gesamtmasse von etwa m = 26.730 t. Mit einer Schwerpunkthöhe von rund h = 46,5 m ergab sich eine potentielle Energie des Gebäudes von E = m • g • h = 12193,29 MNm.

2.2 UMGEBUNG DES SPRENGOB JEK TES Das Abbruchareal mit dem Sparkassenhochhaus befand sich im Stadtzentrum von Hagen. Es wurde von der Grashofstraße, der Körnerstraße und der Badstraße begrenzt. Alle flachen Gebäude im Abbruchgelände wurden vor der Sprengung abgebrochen. Ihre Trümmer fanden im Schutzwall um die Aufprallfläche herum Verwendung. Eine Ausnahme bildete das Gebäude Körnerstraße 34. Dieses Gebäude im Nordwesten des Areals wurde als Aufprallschutzkonstruktion genutzt. Das

Bild 2: Luftbildaufnahme vom Abbruchareal

Für den Abbruch des Hochhauses war unter Berücksichtigung der Umgebung ein statisches Sprengprojekt [1] zu erarbeiten, um die erforderlichen Vorbereitungsarbeiten und die wesentlichen Auswirkungen auf die Umgebung, wie Einsturzverhalten und zu erwartende Aufprallerschütterungen zu benennen. Vor der Sprengung musste das Gebäude entkernt und die Fassade entfernt werden. Lose Dachaufbauten, wie z. B. der Fassadenkran wurden ebenfalls entfernt. Durch drei entgegengesetzt angeordnete Sprengzonen, so genannte Sprengmäuler, sollte ein gegenläufiges Einknicken, gewissermaßen eine Faltung des Gebäudes erzeugt werden. Die Hauptfallrichtung zeigte dabei nach Südost. Das obere Sprengmaul im 8. OG war in die Hauptfallrichtung geöffnet und detonierte zum Zeitpunkt t = 0. Das mittlere Sprengmaul im 4. OG war in die Gegenfallrichtung geöffnet und detonierte zum Zeitpunkt 2,5 s. Das untere im Erdgeschoss gelegene Sprengmaul war wieder in die Hauptfallrichtung geöffnet und detonierte langzeitverzögert 3,5 Sekunden nach dem Oberen. Damit sollte eine starke Verkürzung der Falllänge in die Hauptfallrichtung erzielt werden (Bild 3.1 - 3.2). Mit den genannten Sprengzonen und praktischen Verzögerungen von 2,0 s und 3,0 s wurde die Einsturzfigur mit einem Computerprogramm simuliert. Voraussetzung dafür waren jedoch intakte Fließgelenke hinter den Sprengmäulern, über die die Bauwerkssegmente kippen konnten. Dafür stand allerdings jeweils nur die hintere Reihe relativ schlanker

Bild 3.1: Sprengprinzip Vorderansicht


37 Die Tragglieder des Hochhauses waren allerdings nicht symmetrisch zur Planfallrichtung ausgebildet. Insbesondere fehlte im Bereich der mittleren Achsen D und E eine ausreichende Schubsteifigkeit beim Ankippen des Oberteils um die hintere Achse 1. Aus diesem Grund wurde dort eine diagonale Seilverspannung vorgegeben, die während des Ankippens die Schubübertragung sicherte (Bild 6).

Bild 3.2: Sprengprinzip Seitenansicht Stützen zur Verfügung. Deshalb wurde erwartet, dass die Kippvorgänge ggf. auch eher in Kollapsvorgänge übergehen. Die Aufpralllängen sollten hierbei jedoch nicht nachteilig vergrößert werden. Folgende Aufpralllängen wurden erwartet: nach vorn 40 m, nach rückwärts 26 m. Vorhanden waren nach vorn etwa 75 m Länge und nach hinten etwa 30 m (Bild 3.3).

Bild 5.1: Obergeschoss Scheibe G

Bild 3.3: Geplante Einsturzfigur In den Bereichen der Sprengzonen wurden die gekennzeichneten Stahlbetonstützen jeweils geschosshoch gesprengt. Die Betonwände der Scheiben, sowie der Aufzugund Treppentürme mussten ebenfalls mit Sprengmäulern ausgestattet werden. Die untere Sprengzone ist im Bild 4 dargestellt. Die erforderlichen Wandausbrüche (Bild 5.2) wurden statisch nachgewiesen.

Bild 4: Sprengzone Erdgeschoss

Bild 5.2: Obergeschoss Vorschwächung der Scheibe G Vom 10. bis 21. OG mussten sechsschnittige Seilschlaufen (Ø 24 mm) durch schräge Bohrungen in den Decken geführt und um die Stützenknoten in den Achsen 1 und 2 gleichmäßig straff eingezogen werden.

Bild 6: Seildiagonalen im 10. OG

38 2.4 ERSCHÜTTER UNGSPR OGNOSE UNGSPROGNOSE Die Ermittlung der an benachbarten Gebäudefundamenten maximal zu erwartenden Schwinggeschwindigkeitskomponente erfolgte mit modifizierten Prognoseformeln nach DIN 4150/ 03, der ermittelten potentiellen Energie des Hochhauses sowie der Entfernung R zum Aufprallmittelpunkt „Z” (mittig an der in Fallrichtung gelegenen Gebäudeaußenkante). Die erste Phase des Einsturzes sollte etwa als Vertikalkollaps mit einer Gebäudeverkürzung um etwa die Hälfte ablaufen. Mit dessen potentieller Energie wurde eine Prognoseformel v1 für kollabierende Stahlbetongebäude benutzt. Nachdem der Vertikalkollaps zum Stillstand gekommen war, sollte das dann noch etwa halb hohe Gebäude anschließend umkippen. Die dann noch vorhandene potentielle Energie floss in eine Prognoseformel v2 für umkippende Stahlbetongebäude ein. Mit dieser Formel ergaben sich für Entfernungen R vom Aufprallzentrum folgende maximale Komponenten der Schwinggeschwindigkeit v1 (Kollaps) und v2 (Kippen):

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA 3 ENTKERNUNG UND SPRENG V ORBEREITENDE ARBEITEN SPRENGV Durch die Mitarbeiter der Firma Prangenberg & Zaum GmbH erfolgte ab dem 06. Oktober 2003 die Entkernung der Stadthäuser und des Hochhauses. So erfolgte die Asbestsanierung der Notschleusen auf 22 Etagen und die Demontage asbesthaltiger Brandschutztüren und -klappen. Für die Demontage der 10.000 m3 großen Fassade kamen mehrere Klettermastbühnen zum Einsatz und ca. 150 t Gerüstmaterial wurden verbaut. Diese Arbeiten konnten trotz des Winterwetters nach 3 Monaten beendet werden (Bild 8).

Bild 8: Rückbau der Fassade

Um Probleme hinsichtlich Erschütterungen zu vermeiden, wurde eine Beweissicherung an Wohnhäusern innerhalb eines Vollkreises mit einem Radius von etwa 180 m ausgeführt.

Weiterhin erfolgte der mechanische Abbruch der sog. Stadthäuser mit einem Umfang von ca. 60.000 m3 umbauten Raum (Bild 9). Diese Abbruchmassen wurden aufbereitet und als Fallbett verwendet. Parallel zu den Entkernungsarbeiten erfolgte die Demontage des Fassadenkranes mit einem 500 t Autokran.

2.5 RICHTIGS TELL UNG Die Grundlagen- und die Ausführungsplanung zum Sprengabbruch des Hochhauses wurden tatsächlich vom Planungsbüro Melzer in Dresden und nicht, wie leider in mehreren Fachzeitschriften genannt, von der Planungsgesellschaft PL 2 Pluralis in Meerbusch ausgeführt (Bild 7).

Bild 9: Abbruch der Stadthäuser

Bild 7: Richtigstellung

Im Rahmen der Sprengvorbereitung wurden in den einzelnen Sprengebenen Vorschwächungen mittels Kleingeräten in einem Umfang von 400 m3 Stahlbetonausbruch realisiert. Darüber hinaus erfolgte entsprechend des Sprengprojektes (1) eine diagonale Seilverspannung vom 10. bis 21. OG. Dafür kamen ca. 4.000 m Stahlseile zum Einsatz. Als Schutzmaßnahme

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA wurde ein Fallbett mit einer Länge von ca. 70 m, einer durchschnittlichen Breite von ca. 60 m und einer Wallfolge mit durchschnittlicher Höhe von 2 m errichtet. Zusätzlich erfolgte die Aufschüttung von Begrenzungswällen um dieses Fallbett mit einer Höhe von 2 bis 5 m und einer Gesamtlänge von ca. 300 m. Zur Sicherung der angrenzenden Gebäude wurden Gerüste in einem Umfang von ca. 6.000 m2 aufgestellt und mit Textilvlies bespannt.

39 Das Bohren, insbesondere im Bereich der stark bewehrten Scheibe in der Achse G, stellte sich als besonders schwierig dar (Bild 12).

4 BOHRARBEITEN

Bild 12: Herstellen der Bohrlöcher im Bereich Scheibe G Um in diesem Bereich überhaupt Laderäume zu erzielen, wurden mit Hilfe von Sauerstofflanzen die Bohrlöcher „freigebrannt” (Bild 13).

Bild 10: Einsatz Bohrgerät Commando 110

Bild 13: Einsatz Sauerstofflanze

5 LADEBEMESSUNG UND LADEARBEITEN Bild 11: Transport Bohrgerät in 4. OG

Die Planung der Bohrarbeiten erfolgte auf der Basis der Katalogisierung aller zu sprengenden Bauteile und der berechneten Bohr- und Sprengparameter. Im 4. OG und im Erdgeschoss wurden die Bohrarbeiten mit Hilfe eines hydraulischen, selbstfahrenden Bohrgerätes vom Typ C 110 durchgeführt (Bild 10 - 11). Im Bereich des 8. und 9. OG kamen Handbohrhämmer mit Stützen zum Einsatz. Insgesamt wurden 1.350 Bohrungen mit ca. 1.150 Bohrmetern in einem Zeitraum von ca. 10 Wochen hergestellt.

Durch den Bauherrn wurde zur Überprüfung der Ladebemessung und zur Überwachung und Abnahme der Ladearbeiten der öffentlich bestellte und vereidigte Sachverständige für das Sprengen von Bauwerken und Bauwerksteilen, Herr Walter Werner, eingesetzt. Die ordnungsgemäße Planung der Bohr- und Sprengparameter erforderte eine Katalogisierung aller zu sprengenden Bauwerk/ steile (Bild 14). Die Aufstellung umfasste folgende Details: • genaue Zuordnung und Bezeichnung über die Achsen • Abmessung der Bauteile

40


• Bohr- und Sprengparameter • Angabe der geplanten Sprengmittel • Lademengenberechnung

Bild 16: Schutz- und Abdeckmaßnahmen Bild 14: Bauteilbestimmung mit Ladebemessung Zur Sicherstellung der Sprengung erfolgte im Vorfeld ein Sprengversuch im Bereich der Scheibe G im Erdgeschoss. Im Rahmen dieses Sprengversuches konnten die geplanten Bohrund Sprengparameter, insbesondere die gewählte Lademenge und Zündreihenfolge bestätigt werden (Bild 15).

Bild 17: Herstellung der gestreckten Ladung

6 ZÜNDPR O JEK T UND ZÜNDPRO ZÜND V ORBEREITUNG ZÜNDV 6. 1 PRINZIP DER ZÜNDUNG 6.1 Bild 15: Ergebnis Sprengversuch im EG Scheibe G

In der Zeit vom 25.02.2004 bis 05.03.2004 wurden im durchgehenden Schichtsystem, mit 10 Arbeitskräften, die umfangreichen Ladearbeiten und die primären Schutz- und Abdeckmaßnahmen realisiert (Bild 16 - 17). Als Sprengstoff kamen ca. 250 kg Eurodyn 2000, Patronendurchmesser 25 mm, der Firma ORICA Germany GmbH und 300 m Sprengschnur vom Typ Supercord 40, zum Einsatz.

Eine Entscheidung für ausschließlich elektrische oder nichtelektrische Zündung erschien aus verschiedenen Gründen nicht ratsam. Rein elektronisch zu zünden, wäre technisch möglich gewesen, aber wirtschaftlich nicht durchsetzbar. So führte die Abwägung der folgenden zündtechnischen Eigenschaften dieser Sprengung zur Entscheidung für eine kombinierte elektronisch-nichtelektrische Zündung: • hohe Zünderzahl (> 1300) • Langzeitladearbeiten (11 Tage) • Nebenschlussgefahr (Stahlbeton)

Als Zündmittel wurden 650 nichtelektrische Kurzzeitzünder vom Typ Dynashoc SP und 750 elektronische Einheitszünder des Zündsystems i-konTM bereitgestellt. Viele Details der Maßnahmen zum Bohren, Sprengen und Sichern wurden in umfangreichen Planungsunterlagen festgeschrieben [2].

• geforderte Zuverlässigkeit der Zündung • Zündzeitvorgaben des Statikers • Notwendigkeit der Kurzzeitverzögerung auch bei hoher Zündzeit, im 4.OG nach 2,5 s und im EG nach 3,5 s.

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA Der Zündplan beruhte also auf elektronischer Zündung, die mit Zündschlauchzündung kombiniert wurde. Die Details wurden in einem Zündprojekt zusammen gestellt [3]. Die Arbeitszündung erfolgte in der obersten Sprengebene 1 im 8. + 9. OG mit nichtelektrischer Zündung in Zeitstufenverzögerung (Bild 18). Die verwendeten nichtelektrischen Zündschlauchzünder waren Dynashoc-Kurzzeitzünder SP mit Clip von Orica Germany GmbH, die über 5-g/m-Sprengschnur redundant durch elektronische i-kon-Zünder ausgelöst wurden. Als Arbeitszündung für die mittlere Sprengebene 2 (4. OG) und die untere Sprengebene 3 (EG) wurde direkt elektronische Zündung eingesetzt (Bild 18). Zum Einsatz kamen elektronische i-kon-Zünder von Orica Germany GmbH. Die Sprengebene 1 hatte bei der Sprengung die oberen 14 Geschosse zum Ankippen in Hauptfallrichtung zu bringen. In dieser Phase war die Zündung der unteren beiden gegenläufigen Sprengebenen nach 2,5 s bzw. 3,5 s geplant, was dem Verkürzen der Fallrichtung diente. Kombinierte Zündung lag eigentlich nur in der Sprengebene 1 vor, während die Sprengebenen 2 und 3 homogen elektronisch gezündet wurden. Das Zündprinzip hatte - unabhängig vom wirtschaftlichen Aspekt - die wesentliche Eigenschaft, höchste Zündsicherheit zu gewährleisten. Die elektronische Rahmenzündung bedeutete dabei, dass alle elektronischen i-kon-Zünder mit einer einzigen Auslöseaktivität über ein Zündgerät - Blaster 1600 S - zeitgleich angeregt wurden und damit direkt oder indirekt alle Sprengladungen initiiert wurden.

41 Im Einzelnen sollte bei der Zündung in den 3 Sprengebenen Folgendes ablaufen: 1 die i-kon-Zünder der Sprengebene 1 sind an den Leitsprengschnüren installiert und lösen darüber die nichtelektrischen Dynashoc-KZZ entsprechend ihrer Zeitstufe aus: tZ = 0 ms + gewünschte Verzögerung gemäß Zeitstufe bis zu höchstens 500 ms. 2 alle i-kon-Zünder der Sprengebene 2 im 4. OG sind direkt im Sprengstoff installiert und initiieren die Sprengladungen entsprechend der geplanten Zündzeit tZ: tZ = 2.500 ms als Mittelwert - Reale Zündzeiten liegen zwischen 2.250 und 2.750 ms 3 alle i-kon-Zünder der Sprengebene 3 im Erdgeschoss sind direkt im Sprengstoff installiert und initiieren die Sprengladungen entsprechend der geplanten Zündzeit tZ: tZ = 3.500 ms als Mittelwert - Reale Zündzeiten liegen zwischen 3.250 und 3.750 ms. Diese Zündgestaltung garantierte die Zeitabstände nach dem Sprengkonzept. Wesentlich erschien bei dieser Zündung, dass im Bereich der später gezündeten unteren Sprengebenen keinerlei Einfluss durch die im 8. Geschoss 2.500 ms bzw. 3.500 ms früher begonnene Sprengung stattfinden durfte. Alle 731 elektronischen i-kon-Zünder wurden in 5 Gruppen über je eine Busleitung an einen Logger angeschlossen und dabei zeitlich definiert. Diese Logger wurden in Parallelschaltung zu einem elektronischen Zündkreis zusammengefasst, so dass mit einem Zündvorgang über den Blaster 1.600 S die gesamte Sprengung des Hochhauses erfolgte.

6 . 2 ZÜND T E CHNISCHE G E S T A LLTUNG TUNG DER SPRENGEBENEN Die obere Sprengebene 1 wurde in kombinierter elektronischnichtelektrischer Zündung gestaltet. Die nahezu gleichzeitige Anregung aller nichtelektrischen Zünder erfolgte über 3 Leitsprengschnüre, die mit je 2 i-kon-Zündern zeitgleich redundant gezündet wurden.

Bild 18: Prinzip der Zündung

Wegen der enormen Bedeutung der Sprengebene 1 für die Gesamtsprengung wurden redundante Sprengschnüre (sogenannte „Beipässe”) im 8. OG und 9. OG für alle Zündlinien

42

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA Zündprojektes [3] erarbeitet. Alle 3 Zündlinien (1 x im 9. OG, 2 x im 8. OG) der oberen Sprengebene 1 umfassten nach den objektkonkreten Anpassungen 614 Dynashoc-Zünder.

Bild 19: Element der nichtelektrischen Zündung, befestigt an der mit Maschen - draht stabilisierten Vliesabdeckung

verwendet - eine wohl bislang erst zum 2. Male überhaupt angewandte Zündtechno- logie, deren Besonderheiten jedoch an dieser Stelle nicht ausgeführt werden. Die Einbindung aller Dynashoc-Kurzzeitzünder erfolgte über Verbinderclips mit der 5g/m-Sprengschnur (Bild 19). Alle i-kon-Zünder der Sprengebene 1 wurden mit 60 m Drahtlänge ausgerüstet, damit sie ins 4. OG gezogen und dort in den elektronischen Zündkreis eingehangen werden konnten. Die nichtelektrischen DynashocKurzzeitzünder wurden beim Laden nach einem Zündplan (Bild 20) zeitstufengerecht auf die Bohrlöcher verteilt. Für jede Zündlinie wurde eine Tabelle mit zeitstufenbezogener Zünderanzahl, erforderlichen Zündschlauchlängen und entsprechender Zuordnung zu den Bauwerksteilen im Rahmen des

Bild 21: Mit i-kon-Zündern geladenes Bauteil Die Sprengebenen im 4. OG und im Erdgeschoss wurden voll elektronisch gezündet. Das bedeutete, dass jede Bohrlochladung direkt mit einem i-kon-Zünder versehen wurde (Bild 21). Dabei vereinfachte sich die Ladearbeit durch das Fehlen von Zeitstufen. Beim Laden war jedoch auf die Zünderdrahtlängen zu achten, damit alle Zünderverbinder außerhalb der Abdeckung blieben (Bild 22). Es erfolgte auch in den elektronisch direkt gezündeten Sprengebenen 2 und 3 eine Einstellung der i-kon-Zünder auf Millisekundeneffekt, so dass in jedem Geschoss eine Zündzeitdifferenz aller Zünder von 500 ms bestand.

Bild 20: Zündtechnische Gestaltung der Sprengebene 1 (Auszug)

In den elektronisch gezündeten Sprengebenen kamen insgesamt 731 i-konZünder zur Anwendung. Dafür hätten rechnerisch 4 Logger (jedem dürfen 200 Zünder zugeordnet werden) ausgereicht. Wegen der Verteilung auf zwei Geschosse machten sich 5 Logger notwendig. Für jeden Logger wurde wiederum eine


43

Bild 22: Abgedecktes Bauteil mit eingeloggten i-kon-Zündern Zündzeittabelle aufgestellt. Darüber hinaus wurde für jedes Geschoss die Zuordnung der ikon-Zünder zu den Loggern geplant (Bild 23). Wegen einiger Verzögerungen im Bauablauf wurde die Zeit zum Laden, Besetzen und zur Zündvorbereitung recht eng. Besonders die Parallelarbeit zum Abdecken und zur Zündgestaltung bargen durchaus Problemstoff. Hier zeichnete sich die Eigenschaft des i-kon-Systems aus, individuell prüfen zu können. Allerdings wurde vom Sprengteam fast kein Defekt produziert, so dass die Zündvorbereitungen zeitlich knapp aber einwandfrei über die Bühne gingen. Am Tag vor der Sprengung war die Zündanlage geprüft - soweit es aus rechtlichen Gründen zulässig war - und bereit zur Sprengung. Es wurden 5 Zündleitungen für die 5 Logger etwa 250 m zur Zündstelle gezogen (Bild 24). 9.30 Uhr war die Sprengung startklar.

Bild 24: Auslegung der Zündleitungen zur Sprengstelle Was zu diesem Zeitpunkt keiner wusste, dass wir start- aber nicht im tiefsten Sinne zündklar waren. Beim Einleiten der Programmierung, die mit dem Aufladen der Zünderkondensatoren beginnt - weshalb man diese Handlung erst im abgesperrten Zustand vornehmen darf - stellte der Blaster ein Stromproblem fest und verabschiedete sich, indem er sich abschaltete.

Bild 25: 5 Logger und 1 Blaster 1600 an der Zündstelle

Bild 23: Zündtechnische Gestaltung der Sprengebene 3

Die Anordnung mehrerer Logger direkt neben dem Blaster 1.600 S wurde wohl weltweit noch nicht praktiziert - meist sind einige 100 m dazwischen (Bild 25). Somit fehlte etwas Widerstand - kleine Ursache und große Wirkung! Den Verfassern war natürlich nicht wohl, tausende, den Event erwartende Menschen, Life-Fernsehen etc. in eine 50-minütige Warteschleife schicken zu müssen. Der Fehler wurde erkannt und

44


behoben. Er hatte keinerlei Objektbezug. Um 10.54 Uhr lag der „Lange Oskar” zeitlich zwar verspätet, aber sprengtechnisch völlig planmäßig (siehe Kap. 8).

7 SCHUTZMAßN AHMEN Die exponierte Lage des Hochhauses im Stadtzentrum von Hagen stellte an die Schutzmaßnahmen besonders hohe Anforderungen. So erfolgte eine sorgfältige Verhüllung der zu sprengenden Bauteile mit mehreren Lagen Textilvlies und Maschendraht (Bild 26). Bild 28: Überblick der Schutzmaßnahmen mit Fallbett im Vordergrund Um die Staubentwicklung beim Bodenaufprall und der Zerstörung des Gebäudes zu mindern, wurde durch eine große Anzahl von Feuerwehrtechnik ein eindrucksvoller Wasservorhang bis zu einer Höhe von ca. 40 m gebildet.

8 SPRENGUNG UND SPRENGER GEBNIS SPRENGERGEBNIS Bild 26: Abdeckung der Sprengzonen Weiterhin wurden in allen Geschossen, in denen Bauteile gesprengt wurden, die Fassadenöffnungen mit schwerem Textilvlies komplett eingehüllt. Im Bereich der Scheibe G erfolgte darüber hinaus noch eine dritte Abdeckung mit schwerem Textilvlies (Bild 27).

Etwa 1,5 s nach Zündung der ersten Sprengebene versagte das Fließgelenk hinter dem oberen Sprengmaul und der Vertikalkollaps des Gebäudes trat bei einer Schiefstellung von etwa 2° ein. Rechtzeitig vor Erreichen der unteren Sprengzonen detonierten diese und förderten den Kollaps mit zunehmender Schiefstellung. Mit einem Kippwinkel von etwa 10° und beim Auftreffen etwa der achten Etage auf dem Boden kam der Kollaps zum Erliegen und ging in einen Kippvorgang über (Bild 29).

Bild 29: Überblendung der einzelnen Fallphasen

Bild 27: Abdeckung der Spreng - zonen im Bereich Scheibe G Die Aufprallfläche wurde von umlaufenden Wällen umgeben und als sog. Fallbett präpariert. Die direkt benachbarten Gebäudefassaden wurden durch Vliesplanen an Schutzrüstungen abgedeckt (Bild 28).

Das ehemals 93 m hohe Gebäude benötigte somit nach vorn weniger als 40 m Aufpralllänge. Eine geringfügige Fallrichtungsabweichung nach links brachte keine Probleme. Lediglich vom Trümmerberg am Gebäudegrundriss rutschteein Betonbrocken auf die Grashofstraße, allerdings ohne Schaden anzurichten (Bild 30).


45

Bild 30: Sprengergebnis

Bild 31: Stand der Arbeiten Mai 2004

Die große Selbstzerstörung des Gebäudes zerstreute einen großen Energieanteil, so dass die Aufprallerschütterungen erfreulich niedrig ausfielen. Die gemessenen Werte lagen zwischen 10 % und 50 % der Prognosewerte. Die durch den Kollaps auftreffenden Betontrümmer verdichteten sich gegenseitig so stark, dass die Bagger bei der Nachzerkleinerung ziemlich hart arbeiten mussten.

9 BEWEISSICHER UNG UND ERSCHÜTTER UNGSMESSUNGEN

Die Sprengung des Hochhauses war geprägt von einem großen Medieninteresse. Darüber hinaus fanden sich noch ca. 40.000 Schaulustige ein, um das Spektakel direkt mit zu erleben. Dieses große Interesse erforderte einen sehr hohen Aufwand zur Sicherung des Gefährdungsbereiches. Durch den Einsatz von ca. 1.200 Kräften der Feuerwehr, Polizei und THW konnte die Sicherheit jederzeit gewährleistet werden. Grundlage dieser erfolgreichen und schadensfreien Sprengung war: • ein perfektes Sprengprojekt • optimale Vorbereitung und Ausführung der Bohr- und Sprengarbeiten • ein sicheres Zündverfahren • exakte Ausführung der Schutzmaßnahmen • umfangreiche Erschütterungsmessungen und • ein hoher Personaleinsatz zur Sicherung des Gefährdungsbereiches.

Durch den konzentrierten Einsatz der Baggertechnik erfolgte unmittelbar nach der Sprengung der Rückbau des Schutzwalles in der Körnerstraße, weiterhin wurden die Vliesplanen an den Schutzgerüsten entfernt, so dass noch in den Nachtstunden vom 07.03. zum 08.03.2004 die Einschränkungen des Busverkehrs aufgehoben wurden. Ab dem 09.03.04 erfolgte die Nachzerkleinerung und die Entsorgung von ca. 60.000 t Bauschutt (Bild 31).

Sowohl durch die Sprengung als auch während des Zusammenstürzens des Gebäudes werden Erschütterungen emittiert. Diese Erschütterungen breiten sich wellenförmig im Boden aus und wirken auf Gebäude, Rohrleitungen und andere bauliche Objekte ein. Aus diesem Grunde erfolgte, wie bei allen größeren Abbruchsprengungen in bebauten Gebieten, parallel zur Konzeption der Sprengung, eine Prognose der Erschütterungen sowie eine Gegenüberstellung der prognostizierten Werte und der Anhaltswerte der DIN 4150-3 [4]. Die Berechnung ergab, dass bei ungünstigem Fallverhalten in benachbarten Gebäuden bis zu einem Abstand von 195 m der Anhaltswert der DIN 4150-3 für Wohngebäude von 5 mm/s überschritten werden könnte. Nach der Erschütterungsleitlinie, die in Nordrhein-Westfalen als Verwaltungsvorschrift angewandt wird, liegt die Beweislast innerhalb dieses Kreises beim Verursacher. Von der Sparkasse Hagen wurde festgelegt, dass durch eine Beweissicherung vor der Sprengung Vorschäden an den Gebäuden aufgenommen werden. Nach den vorliegenden Erfahrungen treten im Allgemeinen bei den erwarteten Erschütterungen nur leichte Schäden auf, deren Beseitigung mit geringen bis mäßigen Kosten verbunden sind. Die Beweissicherung wurde in ihrem Umfang abgestuft, damit die Kosten derselben in vernünftigem Verhältnis zum erwarteten Schadenumfang stehen. Gebäude nahe des Abbruchobjektes wurden detailliert und solche in größerem Abstand nur in der Übersicht aufgenommen. Während der Sprengung sollte die Beweissicherung durch Erschütterungsmessungen an ca. 6 Messstellen die tatsächliche 5 mm/s Grenze aufzeigen. Die Unterlagen wurden den Behörden zur Bestätigung und der Nachbarschaft zur Einsicht übergeben. Eine Überprüfung der Prognose durch das Landesumweltamt brachte den Einwand, dass deutlich größere Erschütterungen auftreten könnten, wenn der Kollaps nicht eintritt, sondern das gesamte Gebäude kippt.

46


Durch eine erneute Prognoserechnung und eine Besprechung mussten die Behörden überzeugt werden, dass dieser Fall nicht eintreten kann. Die Erschütterungsmessungen wurden allerdings in Abstimmung mit den Ämtern auf 32 Messpunkte in Abständen bis 350 m vom Sprengobjekt erweitert. Auch Einwände hinsichtlich der abgestuften und damit „nicht ausreichenden” Beweissicherung mussten gegenüber der Behörde entkräftet werden. Teile der Bevölkerung hatten Bedenken gegen die Sprengung und zeigten massiven Widerstand. Die Bedenken betrafen u. a. die Erwartung erheblicher Schäden durch die Aufprallerschütterungen. Die vorgelegten Prognoserechnungen entkräfteten diese Argumente nicht. Nur durch eine intensive Erläuterung während einer Einwohnerversammlung war es möglich, die entstandene Diskussion in ausreichendem Maße zu versachlichen. Weitere starke Bedenken bestanden hinsichtlich der Einwirkungen auf die benachbarte Stahlbetonbrücke über die Volme. Nach Vorstellungen des Betreibers sollten kurz vor der Sprengung Gipsmarken angebracht werden. Durch zusätzliche Messungen an der Brücke wurde diesem Ansinnen entgegengewirkt. Die Ergebnisse der Erschütterungsmessungen spiegeln das Fallverhalten des Gebäudes wider. Die maximalen Schwinggeschwindigkeiten waren deutlich kleiner als die prognostizierten Werte. Der „5 mm/s”-Radius lag bei etwa 75 m, d. h. in einem Bereich, in dem sich keine Gebäude befanden (Bild 32).

Bild 33: Darstellung der Schwinggeschwindigkeitskurve im Vergleich zum Fallvorgang

Die vorhandenen Widerstände und Einwendungen zeigten aber, dass derartige Sprengungen eine sorgfältige Vorbereitung erfordern. Zum einen müssen die Unterlagen sorgfältig erarbeitet und ggf. ergänzt werden. Zum anderen ist es erforderlich, die Erfahrungen den betroffenen Nachbarn und Behörden zu erläutern und zusätzlich Forderungen im Rahmen des Möglichen zu erfüllen (hier die Erweiterung des Umfangs der Erschütterungsmessungen) oder durch sachliche Argumente zu entkräften (hier die Beibehaltung der abgestuften Beweissicherung).

QUELLEN [1] R. Melzer: Projekt zum Sprengabbruch des 93 m hohen Hochhauses der Stadtsparkasse Hagen [2] M. Hopfe: Ausführungsplanung der Bohr- und Sprengarbeiten sowie Schutzmaßnahmen [3] G. Vogel: Zündprojekt zur Bauwerkssprengung Sprengabbruch des Sparkassenhochhauses in Hagen

Bild 32: Gegenüberstellung der Messwerte und der Prognose Auf Bild 33 ist verdeutlicht, welche Bewegungsabläufe die einzelnen Erschütterungen verursachten. Der Maximalwert der Schwinggeschwindigkeit trat etwa 1,5 s nach der Zündung auf, als das Oberteil des Gebäudes (oberhalb des gesprengten 9. Geschosses) auf das Unterteil (7. Geschoss) auftraf. Der weitere Kollaps und Fallvorgang verursachte relativ gleichmäßige und deutlich geringere Erschütterungen. Erwartungsgemäß traten keine Erschütterungsschäden auf.

[4] P. Lichte: Bericht über Erschütterungs- und Schalldruckmessungen und Bewertung der Ergebnisse


47

AUSTIN POWDER SERVICE CZ, S.R.O. VSETÍN

Vážená odborná veřejnosti, jistě některým z vás pozornějších neunikla skutečnost, že v oblasti používání výbušnin začala v České republice působit nová firma. Přesto mě dovolte, abych Vám ji krátce představil.

Na přelomu května a června roku 2003 odkoupila Vám dobře známá společnost Austin Detonator, s.r.o. 100% obchodních podílů jisté soukromé společnosti a na základě rozhodnutí valné hromady byl její název změněn na Austin Powder Service CZ, s.r.o. se sídlem ve Vsetíně. Tímto krokem jsme veřejně ukázali svoji identitu a po boku Austin Detonator, s. r. o. jsme se začlenili do struktury Austin Europe. Stali jsme se tak součástí silné nadnárodní skupiny Austin Powder Company, který je po celém světě známý především jako výrobce trhavin a iniciačních prostředků a jako firma, která poskytuje kompletní servis v oblasti používání výbušnin. Společnost soustavně zdokonaluje a uplatňuje své know-how i při dodávkách trhacích prací v mnoha oblastech, zejména při hornické činnosti, stavebních pracích a destrukcích. Poznatky získané použitím výbušnin v praxi jsou vyhodnocovány a zpětně aplikovány ve výrobních procesech. Proto i naše servisní a obchodní aktivity směřují k těm, kteří hledají kvalitu, profesionalitu, rychlost a seriózní jednání. Hlavním cílem naší společnosti je vytváření dlouhodobých vztahů se zákazníky, které jsou založeny především na kvalitě a spolehlivosti poskytovaných služeb. S každým zákazníkem spolupracujeme podle jeho potřeb a společně hledáme a nalézáme optimální řešení, od počátečních konzultací až po objednávky, logistiku a dodávku služeb tzv. na klíč. Snažíme se naši práci neustále zlepšovat tak, abychom co nejefektivněji, nejspolehlivěji a za přiměřenou cenu splnili potřeby našich zákazníků. Jsme si plně vědomi toho, že náš úspěch na trhu je přímo spojen s úspěchy našich odběratelů. V krátkosti se zmíním o nabídce části našich produktů, jenž jsou zaměřeny zejména na: • komplexní dodávky rozpojení skalních hornin trhacími pracemi v kamenolomech, • projekční činnost, zpracování projektů odstřelů včetně schválení báňskou správou, • inženýrsko – technická činnost, výkon technického vedoucího odstřelu, popř. střelmistra, • zajištění vrtacích prací a kontrola vývrtů inklinometrickou metodou,

• dodávky výbušnin a prostředků trhací techniky včetně dopravy, • nabití vývrtů a zhotovení ucpávky, • sledování nepříznivých účinků na okolí, seizmické účinky a akustický tlak, • zpracování podkladů pro vyhodnocení geologické situace, • zpracování dokumentace odstřelů, • ekonomické vyhodnocení – analýza – reporting, • zajištění styku se státní správou a samosprávou, • trhací práce malého i velkého rozsahu mimo oblast hornické činnosti, • zajištění vrtacích prací pro komplexní dodávky, • prodej průmyslových trhavin, rozněcovadel a prostředků trhací techniky, zejména skupiny Austin.

Tím co děláme, Vám pomáháme k tomu, aby vaše práce byla snadnější a efektivnější. Díky naší příslušnosti ke skupině Austin Powder Company jsme schopni pružně přenášet požadavky zákazníků přímo na výrobce. To usnadňuje optimalizovat provádění trhacích prací s cílem její největší efektivity. Dokončujeme práce na aplikaci software skupiny APC pro podmínky trhacích prací při dobývání nerostů v ČR. To nám a našim zákazníkům umožní v době zpracování projektové dokumentace modelovat jednotlivé trhací práce a tím optimalizovat jednotlivé parametry odstřelu. Generování očekávaného účinku trhavin nám pomůže pozitivně ovlivnit očekávaný výsledek odstřelu, zejména jeho fragmentaci, tvar rozvalu a úroveň vibrací. Současně minimalizuje případná bezpečnostní rizika. Tímto způsobem je možno ušetřit našim zákazníkům čas i finanční prostředky. V letošním roce jsme zahájili distribuci průmyslových trhavin vyráběných v Austin Powder GmbH v Rakousku. Vzhledem k tomu, že se jedná o velmi kvalitní výrobky, využívám této příležitosti k tomu, abych Vám je v krátkosti představil.

48 AUSTROGEL G1 je plastická důlní skalní trhavina citlivá k iniciaci rozbuškou. Neobsahuje žádné nitroaromatické, karcinogenní látky jako DNT nebo TNT, skládá se pouze z dusičnanu amonného, nitroglykolu a paliva. Může se používat při trhacích pracích na povrchu i v podzemí v prostředí bez nebezpečí výbuchu plynů, par a prachu. Trhavinu lze použít i jako počinovou nálož pro málo citlivé trhaviny (např. typu ANFO), které nelze iniciovat rozbuškou. Výkonové parametry:

ZPRA V OD AJ ZPRAV ODA LAMBREX 1 je emulzní důlní skalní trhavina poslední generace senzibilizovaná mikrobublinkami plynu a citlivá k iniciaci rozbuškou. Může se používat při trhacích pracích na povrchu i v podzemí v prostředí bez nebezpečí výbuchu plynů, par a prachu. Vzhledem k nízkému podílu jedovatých povýbuchových zplodin je zvláště vhodná k provádění trhacích prací v podzemí, např. při ražbě tunelů. Trhavinu lze použít i jako počinovou nálož pro málo citlivé trhaviny (např. typu ANFO), které nelze iniciovat rozbuškou. Výkonové parametry:

Obr. 1: Trhavina AUSTROGEL 1

Obr. 2: Trhavina LAMBREX 1

Výše uvedené trhaviny lze dodat i v dalších modifikacích pod označením Austrogel G2, Lambrex 2 a Lambrex 2 Contour určený ke speciálním pracím, kdy je nutno vytvořit hladký výlom. V září letošního roku bude na trh uvedena sypká důlní skalní trhavina Austinit 2 ECO v náložkách i volně sypaná balená v pytlích.

Vážení, Austin Powder Service se v plném rozsahu ztotožňuje se zásadou Austin Detonator - „bezpečnost na prvním místě“. Užití výbušnin má mnoho pozitivních vlastností a má i svou určitou eleganci. Má ale i jednu obrovskou nevýhodu. Odpalem nastartovaná reakce se už nedá zastavit a už vůbec se nedá vrátit zpět. Závěrem bych Vás chtěl ujistit, že naši pracovníci vynaloží všechny své dovednosti a odborné znalosti k tomu, aby po boku Austin Detonator navázali na tradice Austin Powder Company v poskytování kompletních služeb zákazníkům v oblasti trhacích prací zde v České republice.

Zdeněk Bednařík Ředitel společnosti

OBSAH ČÍSLA. Vážené dámy, pánové, kolegové, milí hosté,

Recommend Documents