深孔爆破對臨近廠房的影響測試

孫 平，傅其忠，高 波

（1.安徽理工大學化學工程學院， 安徽 淮南232001； 2.蕪湖市鑫泰爆破服務有限公司，安徽 蕪湖241200； 3.安徽江南化工股份有限公司， 安徽 宣城242310）

深孔爆破是一種鉆孔直徑大于75mm、孔深大于5m的炮孔爆破技術。它具有單位鉆孔作業(yè)量小、炸藥單位消耗低和便于機械施工進行爆破、挖裝、運輸作業(yè)等優(yōu)點，廣泛應用于露天和地下開挖工程［1］。但當深孔爆破現(xiàn)場附近存有建筑物或生活民居時，就會造成一定的爆破振動影響，所以爆破前的測振工作就尤為重要了。本文利用深孔爆破技術來檢測此次爆破是否在安全允許范圍內，從而確定此次操作的可行性。

1 工程概況

玉環(huán)大麥嶼西山普通石料礦開挖工程位于小麥嶼村西約200m，屬工程性石礦，最大開挖深度約80m，屬分層臺階爆破。礦石性質為凝灰?guī)r，比重2.4～2.7，硬度系數(shù)f＝8～12，主要采用中深孔爆破方法，一次爆破藥量在5t以下。采用非電毫秒雷管起爆，孔內分段微差與孔外排間微差相結合，最大段藥量一般在200kg以內。

爆區(qū)東面有村莊，爆區(qū)與小麥嶼村民房最近直線距離約200m，距離爆區(qū)東面170～250 m左右是大麥嶼中直糧庫。中直糧庫和小麥嶼村內建筑物地基大部分是在山腳及硬土地基上，少部分是淤泥地面上用石渣回填而成。

2 爆破實施方案與檢測方法

2.1 爆破施工技術參數(shù)

本次爆破的爆區(qū)高程約為30m，梯段高度為15m，鉆孔角度為85°，孔數(shù)為15個，孔深為為16.5m，裝藥長度為12m，孔網參數(shù)為，孔距為6m，排距為4m，前排上眉抵抗線為3.5m，前排下眉抵抗線為4.5m，總炸藥量為1 200kg，采用非電毫秒雷管起爆，孔內裝4～9段雷管，孔外用9段雷管進行接力式延時，最大段藥量102kg。

2.2 檢測系統(tǒng)基本原理

檢測系統(tǒng)由傳感器、中間交換器及記錄裝置三部分組成，其原理如圖1所示。

圖1 檢測原理圖

上述檢測系統(tǒng)的基本原理可以描述如下：傳感器感應到被測物體的非點物理量（如振動速度、加速度、位移等）后，將感受到的物理量按照設備內部相對應的關系，轉換成能被設備識別的物理量（一般為電量），經過放大器放大后，中間變換器把放大后的電量信號轉換成易于顯示、記錄和處理的信號，再通過記錄裝置保存這些能為人們所識別的信號［2］。

2.3 試驗部分

此次試驗是在UBOX20016便攜式爆破振動測試儀和與PS－4.5、PSH－4.5速度傳感器下，通過傳感器和振動測試儀在現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，然后通過USB接口，將振動測試儀連接到裝有爆破振動檢測專用軟件的計算機上，由計算機系統(tǒng)讀取和分析檢測數(shù)據(jù)。

2.4 測點布置

在檢測爆破振動中，測點布置非常重要，它對爆破振動測試的效果及觀測數(shù)據(jù)的應用價值有著直接影響［4］。根據(jù)此次測試的目的和現(xiàn)場條件等因素，測點布置遵循了以下原則：

本次檢測的目的主要是驗證玉環(huán)縣大麥嶼港口治理工程中深孔爆破對附近居民生活區(qū)和廠房的影響，因此測點應布置在離爆區(qū)距離最近的建筑物附近和村民反映較大的區(qū)域；

測點應布置在離建筑物附近的地面上；

測點應盡量布置在基巖上，或是能代表本區(qū)域振動特性的原始軟地基上。避免回填區(qū)、斷裂帶及下部有空洞和巖性不均勻的地點。

2.5 檢測點的布置

本次檢測安排儀器設備6臺，布置檢測點3個。

1號檢測點布置在爆區(qū)西南方向一機械廠房內部靠外邊緣部位，距離爆區(qū)約90m；2號檢測點布置在爆區(qū)正西方向另一機械廠房內部靠外邊緣部位，距離爆區(qū)約150m；3號檢測點布置在爆區(qū)西北方向另一機械廠房內部靠外邊緣部位，距離爆區(qū)約100m。

3 結果與討論

玉環(huán)縣大麥嶼港口治理工程1號、2號、3號測點垂直波形和水平波形如圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示，其相應的質點最大振動速度見表1，爆破振動安全允許標準（摘錄）見表2。

表1 儀器設備設置參數(shù)和檢測數(shù)據(jù)

圖2 B11－2－4地塊治理工程1號點垂直波形

圖3 B11－2－4地塊治理工程1號點水平波形

圖4 B11－2－4地塊治理工程2號點垂直波形

圖5 B11－2－4地塊治理工程2號點水平波形

圖6 B11－2－4地塊治理工程3號點垂直波形

圖7 B11－2－4地塊治理工程3號點水平波形

表2 爆破振動安全允許標準（摘錄）

由表1和圖1、圖2可知1號檢測點垂直方向的振速最大，為1.406cm／s，主頻為22.217Hz；表1和圖3、圖4可得出2號檢測點垂直方向的振速最大，為1.312m／s，主頻為49.072Hz；同樣，從表1和圖5、圖6可知3號檢測點水平方向的振速最大，為1.111cm／s，主頻為34.424Hz。將表1中的試驗數(shù)據(jù)與表2中爆破振動安全允許標準相對照，可以看出其深孔爆破的最大振動速度在安全允許的范圍之內，此次操作是安全可靠的。

4 結論

本次爆破振動檢測數(shù)據(jù)分析結果中，1號、2號測點垂直方向最大振動速度大于水平方向最大振動速度，3號測點水平方向最大振動速度大于垂直方向最大振動速度，其中1號檢測點垂直方向振動速度最大，為1.406cm／s，主振頻率為22.217Hz，本次測試的主振頻率均在20～60Hz之間。最大振動速度在GB6722－2003《爆破安全規(guī)程》規(guī)定的“安全允許振速”范圍內。

［1］張繼春，宋小林，郭學彬，等.深孔爆破條件下巖體軟弱夾層變形特性研究［J］.中國鐵道科學，2008，29（2）：77.

［2］張翔宇，竇林名，王曉亮，等.深孔爆破防治煤柱沖擊參數(shù)優(yōu)化及應用［J］.采礦與安全工程學報，2009，26（3）：293.

［3］楊軍，孫振.爆破振動對周圍環(huán)境的影響［J］.四川建筑，2004，（6）：103－104.

［4］史雅語，金驥良，顧毅成.工程爆破實踐［M］.合肥：中國科學技術大學出版社，2002.