露天礦深孔爆破振動作用下邊坡的穩定性分析

在露天礦生產中，爆破是較為常用的開采方法之一，由于爆破形成的爆轟波威力較大，會對邊坡的穩定性造成影響。所以在應用爆破技術開采露天礦之前，要分析爆破振動對邊坡穩定性的影響程度，據此判定選用的爆破技術是否可行。借此就露天礦深孔爆破振動作用下邊坡的穩定性展開分析探討。

1 露天礦邊坡穩定性的影響因素及爆破振動機理

1.1 邊坡穩定性的影響因素

1.1.1 地質構造因素

不同地質構造條件下的邊坡發育程度有所不同，在褶皺和斷層較多的地質構造中邊坡的地質穩定性相對較差。如，大斷裂構造位于地質活動頻繁的地區，其巖體呈破碎狀態，使得邊坡易受斷裂帶反射地震波的影響增大失穩的可能性。大斷裂構造分布破碎巖石，巖體抗剪強度、抗變形能力較差，影響了邊坡的整體穩定性。

1.1.2 巖體結構因素

受地形地貌影響，邊坡處于深孔爆破振動作用下會產生邊坡高度、坡角、坡形變化，這是因為地形地貌對震波產生了局部放大或減弱的效應，導致邊坡巖體自重力增加，發生嚴重損傷。不同的地形地貌會形成不同的巖體結構，而不同的巖體結構在爆破振動下產生的破壞形式也有所不同。如，強度較高的邊坡巖體在受到爆破振動作用時的巖體穩定性明顯好于破碎結構巖體，且破碎結構巖體可能會發生塌方事故。

1.1.3 水文地質因素

露天礦的邊坡巖體易受到水文、風化的影響產生次生礦物，增大巖體結構的節理裂隙，降低巖體的物理力學性能。在邊坡巖體長時間受到水文、風化侵蝕的情況下，會逐步積累侵蝕效應，破壞邊坡巖體內部結構，降低巖體抗剪強度。如果此部位的邊坡巖體受到爆破振動作用，則會加速邊坡破壞，引發巖塊永久性位移，嚴重影響邊坡穩定性。

1.2 爆破振動機理

在露天礦山開采中，松動爆破是主要的爆破方式，爆破時，炸藥的物理形態會發生一定程度的變化，即從固態轉化為氣態，由此會釋放出巨大的能量，并且化學反應會產生非常高的爆速。由于爆炸會使炸藥包的體積快速增大，而埋設在巖石中的炸藥包受到巖體的約束，體積增大的幅度受限，隨著爆炸壓力和溫度的驟增，會形成壓縮擾動，進而引起向外傳播的壓縮波，這個壓縮波在不斷疊加后，會變成高密度的波陣面，最終形成沖擊波。當沖擊波通過爆炸區域周圍的介質時，會變成爆轟波，它的威力比較大，能引起巖石彈性振動，經過傳播會造成地面振動，即地震波

。

爆破振動是一種較為特殊的動力現象，可用于衡量爆破振動強度的指標有振動幅度、最大振動速度以及最大振動加速等。相關研究結果表明，與爆破振動速度大小關聯最為密切的是爆破振動產生的應力，具體表現為質點的振動速度峰值，該值與建構筑物的最大應力成正比，也就是說，爆破振動速度是引起建構筑物位移的重要原因。而爆破振動速度的大小主要取決于炸藥和地質環境，當地質環境一定時，炸藥的威力越大、用藥量越多，產生的爆破振動速度就越大。深孔爆破是孔深超過5.0m的爆破方法，推進方式為臺階式，與其他爆破技術相比，深孔爆破的破碎質量更好，大塊率高，能使生產效率得到進一步提升。

2 露天礦深孔爆破振動作用下的邊坡穩定性

本文中的露天礦山位于XX省境內，礦山出露的地層為侏羅系勐嘎組，巖性以碎屑巖、碳酸鹽巖為主，礦層的厚度在0.1m～5.0m之間，產狀較為平緩，有褶皺及明顯的斷裂構造，節理裂隙發育。

本研究通過建立一套測定天然氣中重組分對MDEA溶液脫硫性能影響的室內實驗裝置，研究不同重組分對MDEA溶液吸收性能的影響規律，采用多因素方差分析篩選關鍵因素，并判定其影響程度大小，采用人工神經網絡建立天然氣中重組分不利影響的預測模型，準確找出天然氣中重組分不利影響與相關因素之間的隱藏關系，并確保此預測模型的誤差小于10%。

2.1 爆破方案

對爆破振動進行研究的過程中，可用以下分量表示爆破振動速度：橫向、縱向、垂向。目前，爆破振動速度的安全判據尚無統一標準，業內的專家提出，在非特殊的情況下，可將縱向與垂直分量作為爆破振動速度安全判據標準。我國現行的GB6722規程規定：“建構筑物可以分量中最大的振動速度作為安全判據”，但規程卻并未對露天礦區邊坡安全振速進行明確規定。因此，在具體測試時，可按實際情況處理。

2.2 爆破振動測試

2.2.1 測試方法

對露天礦開展現場爆破振動測試的主要目的如下：從最為直觀的角度了解爆破振動的規律，獲取監測數據，借助數學分析的方法，對振動波形及最大振速進行分析，給爆破控制提供參考依據。本次爆破振動測試采用的是電子測試與計算機分析系統，操作簡單、功能強大、測振精確是該系統突出的特點。爆破測振儀選用某公司的產品，型號為TC-4850，具體的測試方法如下：先將爆破記錄儀與傳感器連接到一起，對爆破過程中產生的振動數據進行采集，利用數據線將采集到的數據傳給計算機系統，經分析軟件處理后，輸出爆破振動最大合成速度，最后進行回歸分析。

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三次爆破中，第一次和第三次的單段最大裝藥量為210kg，第二次為149kg，利用K至與α值，通過計算能夠得到爆破安全距離。

作為一名班主任，非常重要的一點就是一視同仁地看待每一位學生。在班級管理過程中，班主任首先要做到公平管理，不能因為學生的家庭背景或者學習基礎的差異而采取區別對待。只有這樣才能讓班主任在學生中有更高的認同感，同時也能讓學生對班主任更加尊敬。隨著社會的發展，很多學生的父母都有一定的社會地位和經濟地位，這就不可避免地讓學生形成了一種攀比意識，容易和家境相當的學生成為伙伴和朋友，對家境一般的學生有意避之。針對這些普遍現象，班主任就要適時對其進行引導，并且可以以班會的形式對學生進行教育，讓學生明白這樣做的壞處，以此來讓學生能夠樹立平等意識，同時也能讓學生之間建立更好的友誼，班級的學習氛圍也會更好。

（2）本次測試中，選取合成速度最大的波形圖作為分析對象，即爆源為160m的5號測點。以不同的顏色代表X、Y、Z三軸上的振動速度波形，得到的三矢量波形圖及合成速度波形圖分別如圖2和圖3所示。

本次測試中的邊坡位于露天礦山西部采場的東側，坡體的高度為15m，坡角呈55°，總體寬度為124m。露天礦爆破開挖的過程中，不可避免會引起振動，可將之細分為水平徑向、水平切向、豎直方向三個分量。在本次現場測試中，將測點傳感器布設在邊坡的坡腳與坡頂，通過石膏固定，并與坡面連接，測點位置與水平爆源的平面位置如圖1所示。

在對邊坡穩定性進行研究的過程中，受力分析是關鍵環節，邊坡承受的任何一種力，都會影響其穩定性，如巖體的重力、靜水壓力、爆破振動力等。

2.2.4 測試結果分析

露天礦開采以深孔爆破的方法破碎巖石，現場數據采集期間，共開展3次爆破作業，前兩次為向西的水平回采，爆破位置分別為130m和145m，第三次為向北的水平回采，爆破位置為165m，全部采用V型逐孔非電毫秒微差起爆，連續裝藥結構的松動爆破技術。爆破作業的最小抵抗線為4.0m，三角形布孔，孔深和孔距分別為17m和4.0m，炮孔的傾角為85°，充填長度為4.5m，超深1.9m，炸藥的單耗為0.16kg/t。第二次爆破時，作業孔徑為140mm，單段最大裝藥量為149kg，其余兩次的作業孔徑均為165mm，單段最大裝藥量為210kg，選用兩種不同指標的炸藥，即膨化硝銨炸藥和乳化炸藥，前者的爆速為3200m/s，后者的爆速為3500m/s～5000m/s，微差爆破的間隔時間為17s～75s，爆破網絡采用并-串-并的方式連接

。

（1）爆破過程中，單段的最大裝藥量和爆源距離大小對爆破振動速度具有直接影響，雖然爆破位置和裝藥量不同，但主振頻率的變化卻相差較小，在爆破振動作用下，同一爆源的直線距離與合成速度成反比關系，即直線距離越短，合成速度越大。

2.2.2 測試儀器

地膜一般選用寬度為90～100厘米，厚度為0.005～0.008毫米的超微膜，每畝用量2.5千克左右。蓋地膜時，兩端要壓實，上端要拉緊拉平，同時用土壓緊地膜兩邊，將地膜固定。地膜蓋好后要及時將棚內的二模拉開蓋好，再將大棚兩頭封嚴，以利保溫。

2.2.3 邊坡測點布設

通過對圖2和圖3中的波形曲線進行分析后，得出以下幾點：在X、Y、Z三個軸向上，爆破振動速度達到峰值的時間存在明顯的差異；最為明顯的振動作用為作用于邊坡坡體內的切向量

。由此說明，爆破振動對露天礦邊坡的破壞方式以切向量方向的力為主。

一是要根據地區差異的實際，科學設計農村社會保障各項制度，有重點有規劃地實行社會保障制度建設，以新型農村社會養老保險制度為重點，逐步推進制度統一、保障水平合理、相互協調且互為補充的農村社會保障體系。二是要加快相關制度建設與落實的腳步。根據農村實際需求，圍繞農民最關注的生活保障、醫療衛生、教育文化等實際需求，加快出臺相關制度，增強農村社會保障水平，更好地規范農村各項社會保障工作。

（3）通常情況下，露天礦山生產過程中采用的是車、帶聯運的運輸方式，為對礦區內的帶式輸送機加以保護，要求爆破安全振動速度不得超過2.3cm/s。基于此，通過計算可以求出不同裝藥量下的安全距離，結果如表1所示。

本次測試中選用的測振儀為是一款便攜式儀器，它的功能比較齊全，適用范圍廣，測試精度高，全中文液晶屏顯示，在無計算機的情況下，能夠完成現場測試，全自動運行、存儲容量大，量化精度可以達到1/65536，采用鋰電池供電，續航更加持久，一體化三維傳感器，即插即用，支持無線傳輸，配有專用的軟件。該儀器為并行三通道，采樣率為8kHz，記錄方式為連續觸發式，記錄時長為2s，自適應量程不需要手動設置，記錄精度為0.01cm/s，讀數精度可以精確到1‰

。

2.3 邊坡穩定性

在爆破振動作用下，對邊坡穩定性進行分析的過程中，可以邊坡安全系數為依據。目前在邊坡安全系數分析計算中，較為常用的方法有擬靜力法、動力分析法、強度折減法等，上述方法各具特點，適用于不同的情況。按照本次研究的需要，選用擬靜力法

。

2.3.1 確定幾何邊界條件

邊坡的結構穩定性是露天礦爆破開挖領域研究的重點內容之一，在爆破的過程中，當產生的振動速度與頻率達到一定程度時，便會對邊坡的巖體造成損傷。為確保邊坡的整體穩定性，可以采用擬靜力極限平衡的方法，分析深孔爆破振動對邊坡穩定性的影響，為邊坡安全防護提供依據。運用擬靜力極限平衡分析邊坡穩定性前，要先對潛在滑動面的幾何邊界條件加以確定，通常需要考慮以下三種情況：滑動面、切割面、臨空面，上述三個幾何邊界條件的性質存在明顯的差別，并且位置也不相同，從而使它們在邊坡穩定性分析中的作用各異。為進一步簡化計算過程，可將切割面的抗滑力忽略不計，而臨空面的主要作用是為滑動的巖體提供活動空間，可不列入計算范圍。所以最終確定的幾何邊界條件為滑動面，據此可進一步分析邊坡的破壞形式及規模

。

2.3.2 受力狀態

其次，林業涉及生態安全、氣候變化、能源短缺等諸多國際重要議題。隨著國際社會對森林問題的關注度日益增強，未來涉及非法采伐的林產品貿易摩擦將不斷加劇，森林問題及林產品國際貿易將日益成為國際熱點問題并直接關系國家的權益和未來發展空間。

從圖1中可以看到，沿著坡面共布設8個測點，單序號的測點位于坡腳，間距為5.0m，雙序號測點布設在坡頂，與單序號測點對應，在豎直方向上，對應的兩個測點距離為15m

。

基于此，研究邊坡穩定性前，需要對邊坡受力的方向、大小以及作用點加以確定，這是重要前提。相關研究結果顯示，邊坡除了在外力的作用下穩定性會降低之外，潛在滑動面的巖石密度、黏聚力、內摩擦角等，是引起邊坡失穩的內在因素，也是邊坡受力分析中不可或缺的重要條件。這些因素最大不可以超過峰值強度，最小不可以小于殘余強度，兩個強度的比值在0.6～0.9之間。所以在受力分析時，要選擇合理的摩擦系數及黏聚力值，在此基礎上計算安全系數，當所得的結果＞1.0時，表明邊坡穩定，若是結果＜1.0，則說明邊坡處于失穩狀態

。

課程是教育思想轉化為現實的橋梁和紐帶。課程是學校改革與發展、提高教育質量的關鍵環節。高職院校內涵建設的核心是課程。課程建設是在一定的課程觀指導下進行課程體系建設、課程組織實施、課程考核評價以及課程管理等工作的全過程。

對于暖通空調施工而言，前期的圖紙設計是決定工程合格與否的重要因素。換句話說，如果圖紙的設計都不合格的話，那么后期的施工建設也必然會導致一些問題出現。然而，在實際的工作中我們會發現確實是存在一些問題的。主要問題是有些圖紙設計者并沒有做足準備工作，這往往導致設計出來的圖紙并不是符合現場的具體情況[2]。毫無疑問，如果我們一味的照著設計的圖紙來施工的話，很有可能會造成工程的返工。

2.3.3 擬靜力分析

本試驗莖葉處理除草劑施藥時間是紫花苜蓿刈割后20 d左右，所得出的安全性結論也是刈割后莖葉處理的結果。紫花苜蓿還有一種苗后莖葉處理就是種子播種出苗后，這2種模式下的紫花苜蓿敏感度差異很大，至于播種出苗后的紫花苜蓿藥劑安全性如何，有待于進一步研究。

本次研究中，采用擬靜力法對爆破振動作用下的邊坡穩定性進行分析，利用相關的巖土軟件，計算邊坡潛在的滑動塊，具體的計算目標為借助軟件自動搜索邊坡上最危險的滑裂面，按照擬靜力法，對其它條件進行假設，具體包括：邊坡為均質剛體，僅向下滑移，不向兩側滑動，非滑動狀態時，邊坡保持靜止；爆破振動產生的荷載與坡面剪切應力有關；地震系數相同，爆破慣性力作用于潛在滑動塊的重心上；滑動面為圓弧狀；黏聚力與內摩擦角是影響潛在滑動力的主要因素，不考慮其它因素的影響，如裂隙水壓力、浮托力等。將爆破荷載轉換為等效靜力后，可用下式對爆破振動等效靜力加以計算：

由表5可知，當選擇炒制干制時，試驗時間較長且不能完全干制，干制不徹底，牛肉丁的彈性不好，風味不佳，無香味；當選擇油炸干制時，牛肉丁的總體風味咸甜適中，有麻辣味且有彈性，外焦內嫩，具有牛肉丁特有的香味。因此，通過對干制方式的單因素分析，得出最佳干制方式為油炸干制。

在上式當中，F

表示邊坡上第i條土塊對應的水平等效靜力（單位：N）；K

表示爆破振動系數（可以轉換為a

/g，其中a

是第i條土塊內的質點加速度，g為重力加速度，取值為9.81m/S2）；W

表示第i條土塊的重量（單位 ：N）；K

表示水平方向上的地震影響系數；β表示爆破振動荷載折減系數，取值范圍在0.1-0.3之間

。

計算結果如下：在自然狀態下，邊坡的安全系數為1.553，爆源為130m時的邊坡安全系數為1.527，爆源為145m時的邊坡安全系數為1.371，爆源為160m時的邊坡安全系數為1.455。從計算結果中可以看到，不同爆源的爆破振動均導致邊坡的安全系數降低，下降后的安全系數仍然＞1.0，由此說明，雖然爆破振動影響了邊坡的穩定性，但卻并未造成邊坡失穩。換言之，采用深孔爆破的方法對露天礦開挖是可行的。

3 結論

綜上所述，在露天礦山開采中，應用深孔爆破時，要做好邊坡穩定性的分析工作，避免在爆破振動作用下，引起邊坡失穩，誘發安全事故。如果深孔爆破對邊坡的穩定性造成影響，則應優化爆破參數，或是改用其他的爆破方法，只有這樣，才能使邊坡的穩定性得到保障，也才能確保露天礦開采作業安全開展。

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