水耦合裝藥技術在福泉石材廠中的應用

王 剛 張義平 李樹建

（貴州大學礦業學院，貴州 貴陽550025）

1 工程概況

福泉市隆昌縣石材廠地面建筑物主要以居民建筑房屋為主，TC4850型爆破震動檢測設備。共進行2次爆破，每次9個點進行觀測。主要測試內容包括：震點移動速度，震動位移，震動加速度和噪聲。

圖1 爆區示意圖

2 爆破震動速度的規律分析

爆破震動所引起的地面建筑物和采場巖體的破壞受到放炮員操作，孔數，藥量還有巖石性質等因素的影響。爆破震動峰值速度衰減程度應根據相應地形特點和地址情況決定。本文根據福泉某露天礦石料廠的具體情況，通過多次試驗，得出較為適用的爆破效果，以指導以后該礦山的爆破控制。表1為爆破安全允許標準。

表1 振動對象的安全允許標準表

表2 爆心距與最大單響的關系

根據薩道夫斯基爆破震動經驗公式，可以回歸出在測試條件下石料廠開采爆破地震波傳播規律。

V=k[Q^(1/3)/R]^α

式中，看為與地質爆破方法等因素有關的系數，α為與地質條件有關的地震波衰減系數；Q為與震速v值相對應的最大段起爆藥量，R為測點到爆心的直線距離，有以往數據通過最小二乘法可得，α=3.878 k=5604049

反推出Q=3.520*10^(-6)R^3

當R取值不同，如表2Q裝藥量要隨之改變。

由表2可知，當距離大于300時，取95以下就可以，但是，考慮到裝藥外界不確定因素及爆破積累效應的影響，我們去安全值炸藥量控制在50以下。

3 實驗設計

3.1 爆破震動預測

近年來，國內外都逐漸采用震點振動速度作為觀測物理量，又因為質點震動速度三個方向（垂直方向，水平徑向，水平切向）的分布量中，垂直方向規律性好，我國的國家爆破安全規程也是以垂直方向質點震動速度為主，同時檢測水平徑向，水平切向的震動速度。以全面考慮爆破震動對鄰近建筑物的影響。圖1為爆破測振示意圖，表3為測點布置位置。

表3 測點布置位置

3.2 水耦合爆破設計

裝藥參數設計：

根據貴州省福泉市當地氣候，礦區附近人文地理環境，經分析，采用水耦合裝藥爆破方式，逐孔爆破的方法最為合理。具體參數如下：

超過50kg藥量的孔采用分段裝藥爆破，上層用5段管，下層用3短管。中間填塞1.5米水炮泥，若孔深在14米內（含14米）。孔內九段管，孔外3段管相連接。孔深超過14米的，孔內上層5段管，下層3段管，中間填塞1.5米水炮泥。所有炮孔采用逐孔爆破，孔與孔延時為50毫秒到100毫秒。

4 結論分析

4.1 測試結果

以下數據為本次測試結果，炮次1為爆源1起爆，炮次2為爆源2起爆，本次爆破共起爆兩次。其中按照《爆破安全規程》，主振頻率是最大振速對應的頻率。測點3測試結果如下所示（注：以下數據僅適用于本次爆破振動監測）：

表4

圖2

4.2 測試結果及結論分析

根據兩次爆破振動檢測結果，結果如下：

（1）第一次爆破總藥量840kg，單段同時起爆最大藥量64kg時：下寨方向房屋基礎振動速度值最大為0.249cm/s，頻率為16.495Hz，本次爆破振動速度峰值未超過國家相應的安全允許值2.3cm/s，爆破振動有輕微影響，不會對房屋的主體部分產生破壞；礦區入口方向（6號測點）房屋基礎振動速度值最大為0.104cm/s，頻率為17.094Hz，本次爆破振動速度峰值未超過國家相應的安全允許值2.3cm/s，爆破振動有輕微影響，不會對房屋的主體部分產生破壞；上寨方向房屋基礎振動速度值最大為0.219cm/s，頻率為17.699Hz，本次爆破振動速度峰值未超過國家相應的安全允許值2.3cm/s，爆破振動有輕微影響，不會對房屋的主體部分產生破壞。

（2）第二次爆破總藥量1233.2kg，單段同時起爆最大藥量60kg時：下寨方向房屋基礎振動速度值最大為0.401cm/s頻率為16.701Hz，本次爆破振動速度峰值未超過國家相應的安全允許值2.3cm/s，爆破振動有輕微影響，不會對房屋的主體部分產生破壞；礦區入口方向房屋基礎振動速度值最大為0.391cm/s，頻率為18.629Hz，本次爆破振動速度峰值未超過國家相應的安全允許值2.3cm/s，爆破振動有輕微影響，不會對房屋的主體部分產生破壞；上寨方向房屋基礎振動速度值最大為0.474cm/s，頻率為15.326Hz，本次爆破振動速度峰值未超過國家相應的安全允許值2.3cm/s，爆破振動有輕微影響，不會對房屋的主體部分產生破壞。

結論分析：

（1）水耦合爆破及逐孔爆破的聯合應用，是單孔裝藥量減少，裝藥密度減少，降低爆破震動。

（2）水耦合爆破及逐孔爆破的聯合應用，是炸藥爆炸威力均勻，巖石后來均勻，作用時間延長，從而降低了爆破成本，提高了爆破效果。

（3）水耦合爆破及逐孔爆破的聯合應用，使部分煙塵被水吸附，減少了爆破煙塵，更好的保護了環境。

（4）水耦合爆破及逐孔爆破的聯合應用，在本次試驗中，起到了一定的效果，為以后類似工程做出了示范效應。

（5）盡管該方法在福泉某石材廠取得了不錯的效果，但是，由于，爆破震動效應的不確定性，還有工作人員的水平有所差異，加上各個地方地質，地形，氣候條件有很大差異，在類似礦山使用時，要加以修正和實驗，才能達到完美效果。

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