某露天矿山边坡爆破振动测试及分析

矿　业　工　程　４４　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　第１２卷第６期　２０１４年１２月　某露天矿山边坡爆破振动测试及分析　郭建新　郭一娜　马智慧　（内蒙古包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司，内蒙古包头０１４０８０）　摘要：对某露天矿山爆破振动引起的地震进行测量并分析，研究各个分区爆破振动在岩体中的衰减规　律，了解爆破振动对岩体的伤害程度，确定相应的爆破振动参数，从而通过控制爆破将爆破振动对岩体的　伤害降到最低。　关键词：爆破振动；边坡稳定性；露天矿　中图分类号：ＴＤ　８５４．６　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—８５５０（２０１４）０６—００４４—０３　０　引言　某露天矿山是年产矿石１　０００万ｔ的特大型露天矿山，　随着开采的进行，边坡高度逐渐增加，且地质条件复杂，　区内地层强烈褶皱变质，断裂发育，岩浆岩种类繁多，呈　２数据回归分析　２．１　萨道夫斯基经验公式一元线性回归求解　爆破引起的质点振动速度是安全振动控制标准的主要　物理量，国内目前较多采用萨道夫斯基经验公式Ⅲ来确定　爆破振动速度及衰减规律：　多期次侵人，地质情况复杂。为保证矿山的安全经济运行，　对该矿山爆破振动弓Ｉ起的地震进行测量，并分析了爆破振　动对边坡稳定性的影响。该研究目的在于研究不同地质条　Ｖ—Ｋｆ＼Ｒ／　１　式中　ｋｇ；Ｒ～一测点至爆源中心的距离，ｍ；Ｋ、ａ一与爆区地形地质有关的系数和衰减系数。　（１）　分别为　件与爆破形式下，爆破振动在岩体中的衰减规律，了解爆　破振动对岩体的伤害程度，从而通过控制单段最大起爆药　——质点振速，ｃｍ／ｓ；Ｑ——最大一段装药量，　量、线装药密度、填塞高度、网络连接方式等方法将爆破　振动对岩体的伤害降到最低。　通过对所测数据进行分析和回归得到了各区的回归结　果，如表２。　ｌ爆破测振成果　该矿山采用多排孔微差挤压爆破方法进行中深孑Ｌ爆破，　穿孑Ｌ直径为１５Ｏ～３１０　ｍｍ，单段最大起爆药量、线装药密　２．２萨道夫斯基修正公式二元线性回归求解　萨道夫斯基修正公式：　口一ｋＱ。Ｒ　（２）　度等都存在较大差异，其引起的爆破振动也相差甚大，对　边坡的影响明显。　公式两边取自然对数，ｌｏｇｖ＝ｌｏｇｋ＋ａｌｏｇｖＱ＋ｂｌｏｇＲ，　令Ｙ—ｌｏｇｖ，Ｃ—ｌｏｇｋ，Ｘ１一ｌｏｇＱ，Ｘｚ—ｌｏｇＲ，于是得到：　Ｙ—ｎｚ　＋ｂｘ　＋ｃ。根据最小二乘法原理，待定参数ｎ，ｂ，　ｃ应使现场爆破试验实测值与拟合值的偏差最小。　２．３爆破地震波主频率　测试仪器采用ＴＣ４８５０型爆破测振仪及配套的速度传感　器。针对该露天矿采场靠帮边坡实际情况，按照１１个边坡　分区（如图１），爆破振动测试共进行了１２８点次，分别布置　在Ａ～Ｋ区上，观测质点水平径向、水平垂直向及纵向振动　速度。以垂直向为例，部分爆破震动成果统计如表１。　爆破地震波主频率在传播过程中之所以不断发生变化，　是因为频谱中各种成分的频率不同，在介质中传播时其幅　值衰减的速率各不相同和能量不断衰减造成的。为研究爆　破地震波的主频率随比例药量和距离的变化规律，可把其　波形看作由一系列简谐波叠加而成的连续波，仔细分析该　区域测震数据及频谱图可知，波形形状大多数呈不对称钟　形，其外包络线近似于　曲线。　图１　边坡分区图　参照单个简谐波波形理论并结合研究成果，在该区域　岩体中球面波传播的波函数中振幅函数公式：　收稿日期：２Ｏ１４一Ｏ７—２９　，一　作者简介：郭建新（１９８５一），男（汉族），内蒙古包钢钢联股份有　限公司巴润矿业分公司助理工程师，主要从事露天矿爆破及系统工　艺研究。　１（Ｑ　／Ｒ）＋ｎ　ｚＲ　…　式中　厂——地震波的主频率；Ｒ——测点至波源的距离；　Ｑ——单段最大起爆药量；ｎ　、ｎ。——待定系数。　２０１４年第６期　郭建新等　某露天矿山边坡爆破振动测试及分析　４５　表２实测振速回归结果表　表３实测振速二元线性回归结果表　为了能够采用最小二乘法直接对上述振幅函数公式进　合，便可以直接求出两个待定参数。实测主频率回归分析　行线性回归，令Ｘ—Ｑ　。／Ｒ。，Ｙ一１／（ｆＲ　），则上式可转　结果如表４。　化为：ｙ—ａ　ｘ＋ｎ　。利用爆破地震波实测数据进行曲线拟　４６　矿　业　工　程　第１２卷第６期　３爆破振动频谱分析　目前，频谱分析主要分析其主振频率，而爆破地震波　爆破振动波延时间分析表，见表７。　表７爆破振动波延时间分析表　在传播过程中，主振频率取决于传媒介质，还与爆破药量、　爆心距及波延时间等有关。总体来看，主振频率离散性较　大。规律性较差，这说明实际爆破中装药结构、爆破参数　的选取、起爆网路等均存在较大的不确定性。频谱分析结　果见表５。　表５频谱分析结果表　对靠帮边坡岩体来说，爆破振动波延作用时间越短，　其危害就越小。该采场正常生产爆破一次总装药量较大，　由于单段最大药量的控制要求，迫使毫秒微差分段增多，　使爆破振动波延时间增长，从而加大了对岩体破坏的危害　性。　４爆破振动安全允许质点振动速度　鉴于岩石边坡自振频率的难测性和爆破过程的复杂性，　跟据《爆破安全规程》中爆破振动安全允许质点振动　速度的标准，对于永久性岩石高边坡，当厂≤ｌＯ　Ｈｚｆ／Ｊ，安　，在分析研究所测数据并结合国内目前最新成果后，得出频　率影响分形系数Ｄ，与振动频率／’的关系（见表６）。　表６　频率影响分形系数Ｄ　与振动频率ｆ关系表　全允许质点振动速度　一５～９　ｃｍ／ｓ；当１ｏ＜厂≤５０　Ｈｚ时，　７３—８～１２　ｃｍ／ｓ；当厂＞５０　Ｈｚ时，　一１０～１５　ｃｍ／ｓＥ　。结　合该矿现场实测波形并通过对比分析，综合考虑建议安全　允许质点振动速度取１０　ｃｍ／ｓ。　采用计频速度７ｄ，与临界速度　，进行比较，满足关系　５　结语　式　，≤　时才能保证露采边坡的安全及稳定。计频允许振　动速度公式：　口，一口　／Ｄ，　（４）　主振频率频谱分析表明，主频率离散性较大，规　律性较差，实际爆破过程中装药结构、爆破参数的选择及　起爆网路等均存在较大的不确定性。建议使用统一的穿孔　设备，确定其最优爆破参数，采用间隔装药逐孔起爆技术。　根据表５、６可知，主振频率大多数均在１Ｏ～４０　Ｈｚ　问，频率影响分形系数Ｄ　取１．２。　根据爆破测振分析结果汇总出Ａ、Ｂ、Ｃ区域靠帮边坡　通过对采场爆破振动波延时间的分析，该矿采场　生产爆破单次爆破规模较大，毫秒微差分段最大间隔时间　第１２卷第６期　２０１４年１２月　矿　业　工　程　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　４７　・设备与维修・　浅析国内井下矿山设备维修现状与趋势　于宝文　（中冶北方工程技术有限公司，辽宁大连１１６６２２）　摘要：论述了国内井下矿山设备的维修现状，并分析了未来井下矿山设备维修方式的发展趋势。　关键词：矿山；井下设备；维修现状；趋势　中图分类号：ＴＤ　４　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—８５５０（２０１４）０６—００４７—０２　０　引言　近些年，由于我国浅层铁矿经开发储量已不　多，新建矿山多为井下开采矿山，这使得井下矿山　发展飞速，矿山规模也越来越大。目前，正在设计　的矿山中，河北马城铁矿设计年产量２　５００万ｔ，本　溪大台沟铁矿设计年产量更是达到了３　０００万ｔ，这　１　国内矿山设备的维修现状　国内许多矿山在实际生产过程中，对井下设备　的维修和保养工作认识不够深刻，仍存在各式各样　的问题。由露天矿山转入井下开采的矿山尤其突　出，因其本身具有一定机修能力，对于井下检修设　施的资金投入不足，在井下仅设置一、两个维修硐　使得井下矿山生产设备逐渐向自动化、大型化和成　套化发展，而矿山设备的完好度和稳定性对矿山的　生产和经济效益有着显著的影响，所以对井下设备　的维修技术提出了更高的要求。做好井下设备的维　修工作，对降低矿山的运行成本，提高经济效益有　着重要的意义。　室对井下设备进行日常保养和Ｉ临时维修，如果设备　需要中修或大修，则通过斜坡道或副井运至地表进　行修理。该维修模式，初期时由于井下设备都为新　购，设备的故障率和维修率都较低，对矿山生产影　响不大；随着矿山开采的进行，设备的检修率逐渐　增加，井下维修硐室有时满足不了修理要求，需要　运到地表进行维修，这对矿山生产的预期时间有着　定程度上的耽误。新建井下矿山相对老矿山对设　收稿日期：２Ｏ１４一Ｏ８一Ｏ９　作者简介：于宝文（１９８２一），男（汉族），辽宁鞍山人，中冶北方　（大连）工程技术有限公司采矿室工程师。　一备的维护情况较好，其在井下设置的检修硐室配置　平均超过１　Ｓ，建议应合理控制单次爆破规模，将爆破振动　波延时间缩短至１　ｓ以内。　——参考文献：　［１］潘泽军，郝全明，刘斌，郭丽东．白云鄂博西矿采场边坡规　划研究［Ｊ］．《现代矿业》，２０１２（４）．　Ｅ２］　国家质量监督检验检疫总局．ＧＢ６７２２—２０１１爆破安全规程　Ｉｓ］．北京：中国标准出版社，２０１２．　通过对比分析并参照相应爆破安全规程，综合考　虑建议该矿采场岩石边坡爆破质点振动速度安全限值取　１０　ｃｍ／ｓ。　Ｓｌｏｐｅ　Ｂｌａｓｔｉｎｇ　Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　Ｔｅｓｔ　ａｎｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ａｎ　Ｏｐｅｎ－ｐｉｔ　Ｍｉｎｅ　ＧＵＯ　Ｊｉａｎｘｉｎ，ＧＵＯ　Ｙｉｎａ，ＭＡ　Ｚｈｉｈｕｉ　（Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　ｂａｏｔｏｕ　ｓｔｅｅｌ　ｕｎｉｏｎ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，ｅｍｂｅｌｌｉｓｈ　ｍｉｎｉｎｇ　ｂｒａｎｃｈ，Ｂａｏｔｏｕ　０１４０８０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｒｅ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｒｅｇａｒｄｉｎｇ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ｃａｕｓｅｄ　ｂｙ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ａｎ　ｏｐｅｎ～ｐｉｔ　ｍｉｎｅ．　Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ　ｌａｗ　ｏｆ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｒｏｃｋ　ｍａｓｓ　ｉｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｂｙ　ａｒｅａ．Ｄａｍａｇｅ　ｌｅｖｅｌ　ｏｆ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｒｏｃｋ　ｍａｓｓ　ｉｓ　ａｃｑｕｉｒｅｄ　ａｎｄ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ａｒｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｒｏｕｇｈ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｂｌａｓｔｉｎｇ，ｄａｍａｇｅ　ｏｆ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｒｏｃｋ　ｍａｓｓ　ｉｓ　ｍｉｎｉｍｉｚｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｓｌｏｐｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ；ｏｐｅｎ—ｐｉｔ　ｍｉｎｅ