某露天磷礦爆破振動的影響分析

徐荷芳 XU He-fang

（國營云南安寧化工廠開遠分廠，開遠 661699）

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

某露天磷礦爆破振動的影響分析

徐荷芳 XU He-fang

（國營云南安寧化工廠開遠分廠，開遠 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的傳播規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振動進行了測試。對監測數據進行回歸分析，找出了該礦爆破振動的傳播規律及特征，判斷爆破引起的振動不會對周圍村莊民居產生不良影響，并就如何降低爆破振動影響提出了一些建議，為礦山今后的爆破作業提供了指導依據。

爆破振動；地震波；振動測試；回歸分析

1 工程概況

某露天磷礦位于昆明市西山區海口鎮，水陸交通條件便利，公路四通八達。礦區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。礦區最高峰標高2225.75m。

近年來，隨著礦山生產能力的提高、開采規模的逐漸增大，露天采礦作業離周圍村莊也越來越近，爆破作業是否會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時產生的振動進行了監測，并對監測結果進行了分析，研究判斷爆破振動的影響，為礦山今后的爆破作業提供了指導依據。

2 爆破振動測試

2.1 測試原理 為保證建（構）筑物的安全，需將爆破振動強度控制在一臨界值內，若超過此臨界值，就會引起建筑物或巖體的破壞，這個爆破振動強度臨界值稱為爆破振動判據。在評價爆破振動對建（構）筑物的危害時，可用位移、速度、加速度作為破壞判據，但具體用哪一種量作為衡量地震波強度的標準最為合適，至今仍無定論，大量的實踐觀測表明，爆破地震破壞程度和振動速度大小關系密切[2]。因此，在實際工作中，多以質點的振動速度作為衡量爆破振動破壞的標準。

2.2 測試系統及測點布置 在選擇合適的測試系統時，應考慮到爆破現場的地質地形條件、所要求的精確度和儀器設備的限制等因素，此次測試選擇成都中科測控有限公司生產的TC-4850爆破測振儀和速度傳感器。

根據測試要求，針對不同采場的爆破，每次測試經過現場勘察后在爆區周圍布置五個爆破振動監測點，具體測點見表1。

3 測試結果及分析

3.1 測試結果 礦山每次爆破均采用逐孔起爆網路，孔間延時間隔時間17ms，一次起爆總藥量不超過10t，最大單響藥量不超過108kg，具體爆破規模見表1。通過三次爆破振動測試共得出15組有效數據，其中一測試振動速度波形如圖1所示，其頻譜分析如圖2所示。測試結果匯總見表1。

表1 爆破振動測試數據

圖1 部分測試振動速度波形

圖2 部分測試振動速度頻譜分析

3.2 結果分析

3.2.1 回歸分析 根據爆破工程中普遍采用的薩道夫斯基經驗公式[3]

式中：v——質點的最大振動速度，cm/s；Q——炸藥量，kg（齊發爆破時為總裝藥量，延遲爆破時為最大一段的裝藥量）；R——測點至爆源中心的距離，m；K——與爆破場地條件有關的系數；α——與地質條件有關的爆破地震波衰減系數。

對所測得的爆破振動數據進行線性回歸求得各采場爆破振動的傳播衰減規律：

3.2.2 波形分析 根據對所測爆破振動波形進行分析，發現該礦山的爆破振動存在如下規律：

①從振動波形圖可看出，在振動持續時間段內，因為采用的是逐孔起爆網路，延時間隔時間很短，雖然不同時起爆引起的爆破振動不能明顯分開，但波形比較平緩，振幅不大，在周圍建筑結構的主振速都能控制在0.09cm/s以內，說明振動波形的疊加放大不明顯，設計的最大單響藥量、延時時間間隔和總的起爆規模是合理的。

②通過對振動波形頻譜分析發現，雖然質點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構的自振頻率（一般在10Hz以下），易引起共振[5]，因此該頻率范圍內的地震波能量會對建筑結構造成較大的影響。

③礦山三個采場的爆破規模均差不多，在周圍最近建筑結構6#礦石加工點所測的最大振動速度為0.0828cm/s，主振頻率為6.59Hz，遠遠小于《爆破安全規程》規定的民房爆破振動安全允許標準[6]。因此對于離爆區更遠的馬房村、耳材村、海豐村和礦部等處的土坯房、毛石房屋、磚房和磚混結構房屋等民房，類似規模的爆破振動都不會對這些民房結構造成不良影響。

4 結論與建議

4.1 通過對所測得的爆破振動數據進行線性回歸求得各采場爆破振動的傳播衰減規律，為爆破振動預測提供了計算依據，有利于指導礦山今后的爆破作業。

4.2 在礦山周圍建筑結構所測的最大振動速度均沒超過0.09cm/s，遠遠小于《爆破安全規程》規定的民房爆破振動安全允許標準。因此對于離爆區更遠的馬房村、耳材村、海豐村和礦部等處的土坯房、毛石房屋、磚房和磚混結構房屋等民房，類似規模的爆破振動都不會對這些民房結構造成不良影響。

4.3 振動波形分析表明，此次爆破質點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構的自振頻率，更易引起共振。因此雖然目前礦山生產爆破所產生的地震波未對周圍村莊的建筑結構造成不良影響，但建議在以后的爆破工作中應采取相應技術措施提高爆破的主振頻率，使之遠離建筑結構的自振頻率，以防建筑結構因共振而更易發生破壞。

4.4 建議礦山今后的生產爆破應嚴格按照已批準的爆破設計進行作業，盡可能不要在老百姓在家休息時起爆，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及其對邊坡穩定性的影響[D].合肥：中國科技大學，2007.

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

[4]張智宇，欒龍發，殷志強，等.起爆方式對臺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[M].北京：地震出版社，1980.

[6]GB6722-2003，爆破安全規程[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，畢業于昆明理工大學采礦工程專業，學士，工程師，現在國營云南安寧化工廠開遠分廠，主要從事火工品生產管理和工程爆破。

TD804

A

1006-4311（2014）15-0044-02