徐荷芳 XU He-fang

（國營云南安寧化工廠開遠(yuǎn)分廠，開遠(yuǎn) 661699）

（Kaiyuan Branch，Yunnan Anning Chemical Industry，Kaiyuan 661699，China）

某露天磷礦爆破振動(dòng)的影響分析

徐荷芳 XU He-fang

（國營云南安寧化工廠開遠(yuǎn)分廠，開遠(yuǎn) 661699）

（Kaiyuan Branch，Yunnan Anning Chemical Industry，Kaiyuan 661699，China）

為確定某露天磷礦露天開采爆破振動(dòng)的傳播規(guī)律及對周圍村莊民居的安全影響，對該礦不同采場的爆破作業(yè)振動(dòng)進(jìn)行了測試。對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，找出了該礦爆破振動(dòng)的傳播規(guī)律及特征，判斷爆破引起的振動(dòng)不會(huì)對周圍村莊民居產(chǎn)生不良影響，并就如何降低爆破振動(dòng)影響提出了一些建議，為礦山今后的爆破作業(yè)提供了指導(dǎo)依據(jù)。

爆破振動(dòng)；地震波；振動(dòng)測試；回歸分析

1 工程概況

某露天磷礦位于昆明市西山區(qū)?？阪?zhèn)，水陸交通條件便利，公路四通八達(dá)。礦區(qū)地貌特征為高山地形，南緩北陡，山麓地形與巖層傾斜方向大體一致，隨之起伏。礦區(qū)最高峰標(biāo)高2225.75m。

近年來，隨著礦山生產(chǎn)能力的提高、開采規(guī)模的逐漸增大，露天采礦作業(yè)離周圍村莊也越來越近，爆破作業(yè)是否會(huì)對村莊民居造成影響是礦山必須考慮的問題[1]。為此，對某露天磷礦爆破作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)進(jìn)行了監(jiān)測，并對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行了分析，研究判斷爆破振動(dòng)的影響，為礦山今后的爆破作業(yè)提供了指導(dǎo)依據(jù)。

2 爆破振動(dòng)測試

2.1 測試原理 為保證建（構(gòu)）筑物的安全，需將爆破振動(dòng)強(qiáng)度控制在一臨界值內(nèi)，若超過此臨界值，就會(huì)引起建筑物或巖體的破壞，這個(gè)爆破振動(dòng)強(qiáng)度臨界值稱為爆破振動(dòng)判據(jù)。在評價(jià)爆破振動(dòng)對建（構(gòu)）筑物的危害時(shí)，可用位移、速度、加速度作為破壞判據(jù)，但具體用哪一種量作為衡量地震波強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)最為合適，至今仍無定論，大量的實(shí)踐觀測表明，爆破地震破壞程度和振動(dòng)速度大小關(guān)系密切[2]。因此，在實(shí)際工作中，多以質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度作為衡量爆破振動(dòng)破壞的標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 測試系統(tǒng)及測點(diǎn)布置 在選擇合適的測試系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮到爆破現(xiàn)場的地質(zhì)地形條件、所要求的精確度和儀器設(shè)備的限制等因素，此次測試選擇成都中科測控有限公司生產(chǎn)的TC-4850爆破測振儀和速度傳感器。

根據(jù)測試要求，針對不同采場的爆破，每次測試經(jīng)過現(xiàn)場勘察后在爆區(qū)周圍布置五個(gè)爆破振動(dòng)監(jiān)測點(diǎn)，具體測點(diǎn)見表1。

3 測試結(jié)果及分析

3.1 測試結(jié)果 礦山每次爆破均采用逐孔起爆網(wǎng)路，孔間延時(shí)間隔時(shí)間17ms，一次起爆總藥量不超過10t，最大單響藥量不超過108kg，具體爆破規(guī)模見表1。通過三次爆破振動(dòng)測試共得出15組有效數(shù)據(jù)，其中一測試振動(dòng)速度波形如圖1所示，其頻譜分析如圖2所示。測試結(jié)果匯總見表1。

表1 爆破振動(dòng)測試數(shù)據(jù)

圖1 部分測試振動(dòng)速度波形

圖2 部分測試振動(dòng)速度頻譜分析

3.2 結(jié)果分析

3.2.1 回歸分析 根據(jù)爆破工程中普遍采用的薩道夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式[3]

式中：v——質(zhì)點(diǎn)的最大振動(dòng)速度，cm/s；Q——炸藥量，kg（齊發(fā)爆破時(shí)為總裝藥量，延遲爆破時(shí)為最大一段的裝藥量）；R——測點(diǎn)至爆源中心的距離，m；K——與爆破場地條件有關(guān)的系數(shù)；α——與地質(zhì)條件有關(guān)的爆破地震波衰減系數(shù)。

對所測得的爆破振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸求得各采場爆破振動(dòng)的傳播衰減規(guī)律：

3.2.2 波形分析 根據(jù)對所測爆破振動(dòng)波形進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該礦山的爆破振動(dòng)存在如下規(guī)律：

①從振動(dòng)波形圖可看出，在振動(dòng)持續(xù)時(shí)間段內(nèi)，因?yàn)椴捎玫氖侵鹂灼鸨W(wǎng)路，延時(shí)間隔時(shí)間很短，雖然不同時(shí)起爆引起的爆破振動(dòng)不能明顯分開，但波形比較平緩，振幅不大，在周圍建筑結(jié)構(gòu)的主振速都能控制在0.09cm/s以內(nèi)，說明振動(dòng)波形的疊加放大不明顯，設(shè)計(jì)的最大單響藥量、延時(shí)時(shí)間間隔和總的起爆規(guī)模是合理的。

②通過對振動(dòng)波形頻譜分析發(fā)現(xiàn)，雖然質(zhì)點(diǎn)振速的頻域范圍相對普通爆破和延期爆破較寬[4]（小于50Hz），但主振頻率一般在4～13Hz之間，比較接近周圍建筑結(jié)構(gòu)的自振頻率（一般在10Hz以下），易引起共振[5]，因此該頻率范圍內(nèi)的地震波能量會(huì)對建筑結(jié)構(gòu)造成較大的影響。

③礦山三個(gè)采場的爆破規(guī)模均差不多，在周圍最近建筑結(jié)構(gòu)6#礦石加工點(diǎn)所測的最大振動(dòng)速度為0.0828cm/s，主振頻率為6.59Hz，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于《爆破安全規(guī)程》規(guī)定的民房爆破振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)[6]。因此對于離爆區(qū)更遠(yuǎn)的馬房村、耳材村、海豐村和礦部等處的土坯房、毛石房屋、磚房和磚混結(jié)構(gòu)房屋等民房，類似規(guī)模的爆破振動(dòng)都不會(huì)對這些民房結(jié)構(gòu)造成不良影響。

4 結(jié)論與建議

4.1 通過對所測得的爆破振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸求得各采場爆破振動(dòng)的傳播衰減規(guī)律，為爆破振動(dòng)預(yù)測提供了計(jì)算依據(jù)，有利于指導(dǎo)礦山今后的爆破作業(yè)。

4.2 在礦山周圍建筑結(jié)構(gòu)所測的最大振動(dòng)速度均沒超過0.09cm/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于《爆破安全規(guī)程》規(guī)定的民房爆破振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)。因此對于離爆區(qū)更遠(yuǎn)的馬房村、耳材村、海豐村和礦部等處的土坯房、毛石房屋、磚房和磚混結(jié)構(gòu)房屋等民房，類似規(guī)模的爆破振動(dòng)都不會(huì)對這些民房結(jié)構(gòu)造成不良影響。

4.3 振動(dòng)波形分析表明，此次爆破質(zhì)點(diǎn)振速的主振頻率一般在5～15Hz之間，比較接近一般民用非抗震建筑結(jié)構(gòu)的自振頻率，更易引起共振。因此雖然目前礦山生產(chǎn)爆破所產(chǎn)生的地震波未對周圍村莊的建筑結(jié)構(gòu)造成不良影響，但建議在以后的爆破工作中應(yīng)采取相應(yīng)技術(shù)措施提高爆破的主振頻率，使之遠(yuǎn)離建筑結(jié)構(gòu)的自振頻率，以防建筑結(jié)構(gòu)因共振而更易發(fā)生破壞。

4.4 建議礦山今后的生產(chǎn)爆破應(yīng)嚴(yán)格按照已批準(zhǔn)的爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行作業(yè)，盡可能不要在老百姓在家休息時(shí)起爆，以免老百姓在心理上有影響。

[1]周傳波，陳建平.烏龍泉露天礦深孔爆破震動(dòng)測試與分析[J].工程爆破，2000，6（4）：71-75.

[2]劉美山.特高陡邊坡開挖爆破技術(shù)及其對邊坡穩(wěn)定性的影響[D].合肥：中國科技大學(xué)，2007.

[3]陳柏林.礦業(yè)邊坡爆破振動(dòng)測試與分析[J].礦業(yè)快報(bào)，2004，11（11）：13-15.

[4]張智宇，欒龍發(fā)，殷志強(qiáng)，等.起爆方式對臺(tái)階爆破振頻能量分布的影響[J].爆破，2008，25(2)：21-25.

[5]張雪亮，黃樹棠.爆破地震效應(yīng)[M].北京：地震出版社，1980.

[6]GB6722-2003，爆破安全規(guī)程[S].

Analysis of Blasting Vibration in One Phosphorus Open-pit

In order to determine the influence of mine blasting vibration on the security of the structures of the near village and propagation law of blasting vibration,the author tested the blasting vibration in the quarry.By regression analysis of the in situ measured data,the propagation law of blasting vibration and its features were found out.A main conclusion was drawn that the near structures in the open-pit won't be subjected to the effect of blasting vibration under the present scale of production blasting.Some advices on reducing the blasting vibration is proposed in this paper,and guiding principle basis was provided for future blasting.

blasting vibration；seismic wave；vibration monitoring；regression analysis

徐荷芳（1974-），女，湖北通山人，畢業(yè)于昆明理工大學(xué)采礦工程專業(yè)，學(xué)士，工程師，現(xiàn)在國營云南安寧化工廠開遠(yuǎn)分廠，主要從事火工品生產(chǎn)管理和工程爆破。

TD804

A

1006-4311（2014）15-0044-02