台阶高度对爆破振动高程效应的影响研究

爆破引起的振动是影响爆破生产安全和边坡岩体稳定性的重要因素,因此展开对爆破振动高程效应的研究是有必要的。本文通过现场爆破振动实测和混凝土模型爆破振动试验,研究台阶高度与爆破振动高程效应的关系,结果表明:高程对爆破振动既有放大效应也存在衰减效应,以衰减效应为主,放大效应为辅。在高程放大效应显现明显的区域,放大倍数随着高程差的增加,呈现先增大后缩小的变化规律。从整体来看,距爆源水平距离相等的测点,台阶的振速低于平地,在高程放大效应显现明显的区域除外。     

露天煤矿台阶边坡爆破振速的高程放大效应研究

露天矿开采过程中,多以大药量抛掷爆破方式破碎岩石,爆破振动对露天矿边坡的安全构成威胁。针对露天矿台阶边坡受爆破振动影响以及爆破振动的高程放大效应问题,结合哈尔乌素露天矿北端帮工程实际,利用数值模拟方法和理论分析方法对高程放大效应进行了研究,并对FLAC3D数值计算结果进行了验证;研究了在背波和迎波2种不同情况下台阶边坡内部、表面质点动力响应情况,最后分析了台阶边坡动力响应机理。研究结果表明:露天矿台阶边坡在爆破振动影响下呈现出高程放大效应,台阶边坡表面和内部质点的峰值振动速度总体呈现随着距离的增加逐渐衰减的趋势;同一台阶质点的振速由边坡表面向内部递减,越靠近边坡表面,质点的振动速度越大;在背波情况下,高程放大效应最显著的在底部台阶,同一台阶质点的高程放大效应由边坡表面向内部减弱;在迎波情况下,高程放大效应最显著的则在顶部台阶,同一台阶质点的高程放大效应未呈现出明显的变化。     

多台阶地形爆破地震波传播规律分析及爆破振速预测公式修正

研究多台阶地形爆破地震波传播规律,并对表征高程的爆破振速预测公式进行验证。通过实际测量与数值模拟的方法,分析确定:高台阶地形的坡顶与坡脚处的高程放大作用均随着高程的增加而先增大后减小;在高程不变的情况下,沿着台阶水平面向两侧延伸,振动速度也存在放大效应,且此放大效应呈现先增大后减小的趋势;目前表征高程放大效应的爆破振速预测公式在爆破震动传播方向与台阶坡面垂直的情况下较为准确,但是,当高程不变,爆心距沿台阶坡面不断增大时,其公式的准确性大幅下降。通过对模拟数据的高斯拟合,建立了更为准确的爆破振速预测公式。     

露天矿爆破振动边坡高程效应

在露天矿爆破施工过程中边坡的高程效应十分明显,严重影响矿区的安全生产。为了研究高程与爆破振动速度的关系,依托爆破工程现场监测采集到的大量爆破振动信号并用MATLAB对信号进行线性模型回归分析,比较爆破振动信号在平整场地和存在高程时的边坡爆破峰值振速变化规律,研究发现爆破振动信号只有在高程超过一定值时才存在高程放大效应,且爆破振动信号放大率随边坡高程的增加而逐渐增加,同时说明爆破振动引起的高程效应随高程的增加逐渐增强。     

标准正态分布在高程爆破振动评价与预测中的应用

为降低露天矿台阶爆破因边坡高程放大效应对边坡造成的损害,减小通过修正的萨道夫斯基公式计算出的质点峰值速度v0与实际质点峰值速度v的误差,提高控制爆破振动强度的能力,基于标准正态分布,为爆破振速峰值建立随机变量v的分布函数。利用MATLAB中的二元线性回归模型求出爆破振动速度预测公式,对露天矿台阶边坡进行爆破振动评价和安全炸药量预测。通过工程实例与修正的萨道夫斯基公式进行对比发现,单段最大安全药量减少了约567kg,与实际更加吻合,且目标设施得到保护的概率提高了40.15个百分点,对比结果表明:利用概率公式对爆破振动进行评价和安全药量预测,其结果明显优于修正的萨道夫斯基公式。     

基于回归分析的边坡爆破振速高程效应研究

为研究边坡深孔爆破载荷作用下高程差与水平距离2项参数对振动速度影响程度,运用LS-DYNA建立工程相似模型进行模拟,并基于萨道夫斯基公式与高程差修正公式分别对测点振速进行单、多元回归分析。结果表明,经典萨道夫斯基公式对台阶平整地形下的振动速度拟合度较高;边坡面上随高程的改变出现明显的振速放大效应,沿边坡面的爆破振动速度与高程差的相关系数比水平距离与其相关系数高约12%;采用两种速度公式对坡面不同高程差位置的爆破振动速度回归分析,结果显示高程差修正公式的拟合度明显高于萨道夫斯基公式的拟合度。     

爆破振动沿直面边坡传播规律试验与预测分析

通常在地形变化较大的情况下,萨道夫斯基公式不能完全反映爆破地震波的传播规律。对30°正负高差直面边坡地形爆破振动速度衰减进行试验,结果表明,随着与爆源距离的增加,爆破振动速度逐渐减小;相对于水平地形,正高差地形减缓爆破振速的衰减,负高差地形加快爆破振速的衰减;直面边坡不会引起振速的突然增大或减小;同时,对于正负高差地形,高程修正公式比萨道夫斯基公式预测爆破振速精度更高,平均预测精度提高了9.86%。     

多台阶地形爆破动力响应分析及安全振速判定

以三友矿山露天边坡为研究对象,通过数值模拟的方法,通过分析得出结论:在爆破近区,振速衰减较大,但随着高程的增加,高程放大作用呈现先增大后减小的趋势,并且在坡顶有一定的反射放大作用;目前表征高程放大效应的爆破振速预测公式在爆破震动传播方向与台阶坡面垂直的情况下较为准确。但是,当高程不变,爆心距沿台阶坡面不断增大时,其公式的准确性大幅下降;建立了剪切应力峰值与合速度峰值之间的线性关系,计算出台阶的安全振速极限值为12.17cm/s。     

矿山边坡爆破振动高程放大效应研究

以穆利亚希露天矿生产爆破为工程背景,对影响爆破振速衰减规律的物理量进行量纲分析,得出考虑振动传播介质高程放大效应的振动公式。通过对2次生产爆破试验数据的验算与对比分析发现,当传播介质地貌高程起伏较大时,传统的萨道夫斯基公式推算得到的振速误差较大,平均误差达40.7%,而利用量纲分析方法得出的修正公式推算的振速误差较小,平均误差为13.3%。研究结果表明,经修正的爆破振速公式能较准确地反映传播介质高程对爆破振速的放大效应,其回归结果更符合实际。     

高程影响下爆破振动速度衰减模型优选研究

准确预测爆破振动速度是控制爆破危害的重要内容。为了优选高程影响的质点峰值振速预测模型,基于量纲分析理论,综合考虑了测点与爆源之间的位置信息,重构了峰值振速预测公式。以鞍千矿业露天台阶爆破作业为背景,进行爆破振动监测试验,通过线性与非线性回归拟合法分析不同峰值振速预测模型的适用性。结果表明,考虑高程影响的预测经验公式预测精度均大于萨道夫斯基公式;结合测点与爆区之间的直线距离、水平距离和高程差的预测经验公式的预测精度高于其他预测经验公式;推导的预测模型可以较为准确的预测峰值振速,预测精度为91.60%;非线性回归得出考虑高程影响的预测模型可以更好的表征爆破振动在边坡岩体中的传播规律;优选了适用性较好的峰值振速预测模型,预测精度为91.87%。     

傍山隧道爆破振动边坡传播规律试验研究

为了研究傍山隧道爆破振动在邻近边坡的传播规律,设计了4个隧道模型进行爆破试验,试验结果表明:傍山隧道爆破振动在邻近边坡上的传播随水平距离及爆心距的增大而减小,随高差增大而增大,受爆心距的影响最大,垂向振速径向切向。边坡形态、最终边坡角和台阶坡面角都会对爆破振动在边坡传播产生影响,4个模型坡顶与台阶边坡坡面都出现了振速放大现象,傍山隧道爆破振动对顶部的影响比对坡面的影响大,对台阶边坡的影响比直面边坡的影响大。     

爆破振动对露天矿边坡稳定性影响分析

本文根据爆破振动试验成果,从爆破地震波频率分析、波延时间、振速衰减规律回归、最大一段起爆药量等方面给出了分析。评价了当次爆破对边坡稳定性的影响,初步揭示了该矿山一般生产爆破振动衰减规律,同时有针对性的提出了穆利亚希露天矿边坡防护在工程爆破时宜采取的主要措施。     

露天矿山柱状药包爆炸应力波衰减规律研究

基于某露天矿山进行的爆破应力波测试实测结果，计算出测点峰值应力和拉伸应力峰值，并对爆炸过程中的应力波进行研究。然后将理论分析、现场试验等方法有机地结合，分析柱状装药台阶炮孔爆破爆破应力波传播的基本规律，得到了露天矿山柱状药包条件下爆炸应力波衰减规律。     

兰坪铅锌露天矿爆破震动监测与分析

为评价兰坪铅锌露天矿中深孔爆破震动对采场周边建(构)筑物的影响,同时反馈优化爆破设计,指导施工,对该矿生产爆破进行震动监测。监测数据分析表明当前爆破方案不会对矿区周边建(构)筑物产生破坏性影响;得到了该矿山爆破震动速度的回归公式以及最大一段安全药量,为矿山进行合理爆破设计提供了科学依据。     

台阶表面水介质对爆破地震波传播影响研究

在江西德兴铜矿爆破震动的监测过程中,南山35水平台阶三台参数设置相同测震仪所获数据相差较大,结合实例浅述了应力波在两种不同介质间的传播规律,尝试性地解释了应力波介质面上的应力损失。并得出结论:爆破台阶表层有部分积水的区域可对爆破振动速度有削弱作用,削弱程度与两种介质的波阻抗有关;积水区域对垂直向的振速削弱作用较大,水平方向作用不明显。     

高程对某露天矿边坡爆破振动传播规律的影响

以马钢集团某露天铁矿为例,从爆破振动影响下边坡稳定性控制及周边建（构）筑物等的安全出发,采用爆破振动现场测试方法,开展了高程因素影响下爆破振动传播规律试验研究;采用量纲分析提出了萨道夫斯基修正公式。研究结果表明：随着高程差的增加,爆破振动速度在台阶部位岩体上存在“鞭梢效应”,即表现出高程放大效应;爆破振动速度放大系数随测点至爆源水平距离的增加呈现出衰减规律,且放大系数在水平距离300 m范围内较为明显;爆破振动速度随高程差的增加以衰减为主,高程放大效应随高程差的增加而逐渐增大,且高程放大系数在高程差200 m范围内增长迅速,500 m后趋于稳定;高程差的存在增大了爆破振动危害。采用修正的萨道夫斯基公式提高了矿山边坡爆破振动速度预测的精确性,对于采场边坡及周边设施的安全控制具有指导意义。     

某露天矿爆破振动的传播规律及其对周边设施的影响

为降低某露天水泥用灰岩矿爆破振动对周边民房安全稳定性影响，开展了相关的爆破振动监测及数据回归分析。结果表明：通过对矿山的爆破振动数据进行拟合回归分析，探究爆破振动在黄家洼安置小区、街翁村、吕八村、马山洼村方向的传播规律，可得出矿山正常的生产爆破在黄家洼安置小区等4个方向民房处产生的爆破振动速度均小于《爆破安全规程》（GB 6722—2014）中允许振动速度，正常情况下不会对民房造成损坏。针对露天矿山被保护建筑物结构性质，提出最大同段药量和安全距离的限制值，将矿山爆区划分为控制爆破区和正常爆破区，从而实现了矿山安全开采，避免对周边设施造成影响。