某露天铁矿爆破振动规律研究
陈能革1 刘文胜2 郎永忠1
【摘 要】摘 要 为确定某露天铁矿生产爆破振动对附近工业厂区的安全性影响，根据萨道夫斯基公式及最小二乘法对爆破振动加速度、速度进行回归分析，计算出工业厂区附近最大段药量及安全距离的限制值，并拟合出加速度与速度的换算关系。研究结果表明，在本矿山环境条件下，加速度衰减规律符合萨道夫斯基规律，并可以与振动速度进行换算，爆破振动加速度与速度符合函数关系a=0.4v-0.008。结果对爆破振动速度、加速度的预测具有一定的指导意义。 【期刊名称】《现代矿业》 【年(卷),期】2019(035)010 【总页数】4
【关键词】关键词 爆破振动速度 加速度 回归分析 最大段药量 安全距离 爆破方法广泛应用于矿山开采、隧道开挖、铁路施工等基础工程，爆破振动对周边厂区、民房及其它建筑具有重要的安全影响[1-5]，在一定程度上给社会稳定和企业生产带来安全隐患。针对爆破振动速度、加速度的预测研究具有重要意义，许多学者通过不同的研究方法针对具体工程特点做了许多工作：张智超等[6]通过LS-DYNA对爆破振动进行数值模拟预测分析，计算得到的地表加速度时程与实测值比较吻合；郭涛等[7]通过对减震沟开挖前后2个阶段爆破振动加速度峰值的监测，得出合理的开挖减震沟可有效地降低爆破振动加速度峰值的结论。
鉴于矿山爆破振动预测的复杂性，为降低矿山生产爆破振动对周边居民的生活影响，本文对某露天铁矿爆破振动速度、加速度进行监测，采用萨道夫斯基公
式对其衰减规律进行回归分析，并计算最大段药量及安全距离的限制值，对同类型的工程爆破振动预测及控制具有重要借鉴意义。
1 工程概况
某矿主要为氧化矿、磁铁矿，规模较大，质量稳定，矿山生产规模为300万t/a，矿段内基岩出露甚少，大部分被第四系坡积物、黏土、砾石所覆盖。矿石普式硬度为8～15，节理裂隙不发育。矿山开采台阶高度为12 m，穿孔直径为200 mm，孔深14.5～15 m，孔距为8～8.5 m，排距为5 m，根据矿岩性质可略作调整，采用逐孔起爆方式，φ170 mm乳化炸药，炸药单耗一般在0.35～0.4 kg/m3。该矿周边环境比较复杂，北侧距雨山开发区智能装备产业园300 m，矿区外400 m范围内的民房已基本拆迁，但400～900 m范围内还分布甘库村、石马村、新坝村等多个村庄，约有500余户居民。
2 爆破振动监测及结果分析
2.1 爆破振动监测方案
本次监测采用Instantel最新产品Micromate，它是一系列基于最先进的微机电系统、微电子测量技术、无线通信嵌入式技术的智能测量终端，能独立完成三向振动速度、加速度测量，可靠性、稳定性强，持久续航，能够最大程度地简化测试现场工作流程。其中，加速度、速度测量均为三轴同步测量，加速度量程为0.000 3g～40g，速度量程0.01～40 cm/s，采样率为100～4 000 Hz，触发电平为0～10 V(0～35 cm/s)任意可调，记录精度为0.01 cm/s，多段连续记录。测量设备见图1。
本次监测在距爆区500～2 000 m布置4个测点，分别编号1#、2#、3#、4#，考虑到时间间隔小可能造成的误差，计划在8 d内进行6组测试，测点布置见
图2。 2.2 测试结果
忽略明显错误数据后，本次监测共取得15组数据，振动速度在0.26～3.389 cm/s,振动加速度范围在0.006g～0.106g，振动主频分布在2.6～43 Hz。监测结果见表1。
2.3 爆破振动衰减规律分析 2.3.1 回归分析原理
萨道夫斯基公式因对爆破振动预测的准确性、简单实用性而广泛应用于各类爆破工程中[8-11]，萨道夫斯基经验公式为 (1)
式中，V为保护对象所在地安全允许质点振速，cm/s；R为爆破振动安全允许距离，m；Q为炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大单段药量，kg；K、α分别为与地质条件、爆破类型及爆破参数有关的系数。 对式(1)两边同时取对数得 (2) 令 得到 y=αx+b ， (3)
式中，x是可控或能够精确测量的变量，若使x取一组不完全相同的值xi(i=1,2,3…,n) 进行计算分析,就得到与之对应的观测值yi(i=1,2,3…,n)。 (x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)是一组样本，可以通过这组样本估计y的数字特征。
某露天铁矿爆破振动规律研究
