露天矿台阶爆破对邻近巷道的振动监测及分析

为了准确分析台阶爆破振动作用下邻近巷道安全性问题,以某铁矿-68m台阶爆破为工程背景,在邻近爆区的巷道布置9个测点并进行爆破振动速度现场监测,研究爆破振动峰值速度在传播过程中的衰减规律并将实测振速值与理论振速值进行比较;利用希尔伯特黄变换方法对巷道监测的信号进行分解与变换处理,根据爆破振动信号能量的分布特征进一步对巷道安全性做出评价。结果显示:巷道内测点振动峰值速度集中于1～10cm/s且主频率变化范围在10～50Hz之间,符合爆破振动安全标准,同时结合爆破振动监测数据及回归分析确定了爆破振动衰减系数K、α,并验证实测振速值与理论振速值的相对误差分布在1.3%～3.8%之间,为巷道安全性预测提供参考。爆破振动瞬时能量谱出现5个峰值且在0.2s时刻达到最大,在0～0.2s时间段内不进行多段雷管起爆以达到减少瞬时能量集中分布的目的。     

露天矿边坡爆破对既有隧道的影响分析

针对某露天矿边坡爆破开挖工程对山体内邻近既有隧道的影响问题,依据有关规范及参考国内类似工程的经验,确定该隧道围岩质点振动速度控制标准为20 cm/s。对现场爆破荷载作用下隧道围岩质点振动进行了跟踪监测,提出了测点仪器安装方案,对隧道围岩质点振动衰减规律进行了分析,水平径向、水平切向和竖直向峰值振速衰减规律拟合系数均在0.85及以上,并及时反馈信息,优化爆破参数。结合数值分析,得到了隧道围岩振动速度与动应力分布规律,计算得到围岩质点振动峰值速度为19 cm/s,验证了预估药量的可靠性,为工程的顺利进行提供了安全保障。     

空区与爆破动载荷双重扰动下临界振速及安全距离计算

通过对实测爆破震动数据的分析,并结合相关数值模拟方法,对空区与爆破动载荷双重扰动下的露天边坡进行了稳定性分析,得出边坡的安全系数为1.04,水平与竖直方向的临界安全振速分别为9.948,4.488cm/s。在爆破振速衰减规律与安全振速结合分析的基础上,反推出了露天边坡爆破的安全距离,为矿山安全生产提供了科学依据。     

黑岱沟露天煤矿抛掷爆破振动规律研究

为提供露天矿抛掷爆破设计和安全校核依据,以黑岱沟露天矿第二采区为工程背景,通过抛掷爆区的振动监测和回归分析,分别对露天矿开采过程中爆破振动波的峰值振速和主振频率衰减规律进行了研究。结果表明:对于同一条测线,水平径向x方向的振速比水平切向y方向与垂直方向z方向的振速大,且预裂爆破带后的振动强度明显减小;主振频率随着爆心距的增大,同样有衰减的趋势,且黑岱沟露天煤矿南区爆破振动主频在3～30 Hz。     

爆破振动对排土场稳定性影响的数值模拟研究

采用数值模拟方法,结合某矿排土场的实际情况,研究不同爆破水平振动强度对该排土场边坡稳定性的影响,提出边坡能够承载的水平临界破坏振速和保障边坡稳定的安全振速。模拟结果表明,在不考虑爆破水平振动荷载的情况下,排土场边坡处于稳定状态;当考虑爆破水平振动荷载时,边坡安全系数随着爆破振速的增加而降低。取有爆破振动荷载时的边坡安全系数为1.05,主振相频率27~28 Hz,计算得出边坡安全允许振速为11.35cm/s,边坡处于破坏的临界状态时,计算得出边坡的临界破坏振速为13.3cm/s。     

层状岩体隧洞爆破引起的非对称振动传播规律研究

由于地质条件及岩石分布的不规则性,爆破开挖诱发的振动在隧洞掌子面后方两侧对称位置处的传播 规律表现出明显的非对称特点。 以新疆奎屯河引水工程为背景,基于开展的顺层隧洞爆破振动监测实验,分析了掏 槽、辅助、周边和底板等典型段别爆破作用下,爆破掌子面后方隧洞环向和纵向的非对称振动响应特性及振动传播规 律。 结果表明:受顺层节理的影响,掌子面后方隧洞两侧相同距离处三向速度峰值大小不同,沿隧洞轴向与垂直隧洞 壁方向的振速两侧相同位置的振速比值为 1. 5 ~ 2. 5;竖直方向峰值振速差别相对较小,两侧相同位置的振速比值为 1. 1~ 1. 5。 沿隧洞纵向方向,距掌子面距离 26 m 范围内,振动速度衰减较快,随后衰减速率明显降低,两侧振速的非 对称特征逐渐不显著。 研究成果对同类工程施工中的爆破振动控制与爆破参数设计具有一定的借鉴作用。     

某地下矿山大直径中深孔爆破振动衰减规律分析

某地下矿山采用大直径中深孔爆破,具有单次起爆药量大、地表振速大和振动频率低的特点,易造成地表建(构)筑物损伤。地表监测发现,爆破振动在近爆心振速较大、衰减快,在远爆心振速相对较小、衰减较慢。因此,根据地表建(构)筑物与生产矿房的相对位置,分别从近爆心和远爆心的振动衰减规律对爆破参数进行优化,指导矿山爆破减振作业。     

某石灰石矿露天台阶爆破对周边区域安全影响分析

为了研究某石灰石矿台阶爆破对周边公路和民房的影响,通过建立数值模型,计算获取公路和民房附近的振速和位移值,分析爆破振动的影响。结果表明:无爆破影响下公路总位移值仅为0.7 cm左右;在开采初期,由于爆破振动影响,公路监测点的位移值稍有增大,总体约为2.7cm,房屋处最大振速接近2.1 cm/s;在开采后期,爆破振动对公路的影响加深,导致公路变形增大,最大变形约为4.0 cm,但房屋处的爆破振速比开采前期小。因此,可考虑让靠近公路的非爆破开采区滞后于爆破开采区作业,从而为爆破开采提供合理遮挡,并增加振动波传播距离,降低对公路和房屋的危害。     

露天矿爆破对边坡体内巷道的影响分析

通过对某露天矿山爆破振动对其边坡体内巷道的影响分析,给出了爆破产生的振速、频率、波延时间是评判影响巷道的重要参数,并计算出该矿爆破震动在巷道壁面岩石质点处的振动速度V=2.66 cm/s,得出该矿爆破产生的振速能够控制在《爆破安全规程》要求的范围内。     

爆破振动对白马铁矿露天边坡稳定性影响研究

针对白马铁矿露天边坡的稳定性受爆破振动作用影响较大这一工程难题,本文基于数值仿真与现场监测等手段,结合强度折减法按照静力、边坡自重和爆破振动等相应特征研究,求解边坡应力、位移、安全系数在不同状态下的特点。结果表明：1)仅考虑边坡自重下时的临界强度折减系数为1.72,而爆破振动荷载作用时的临界强度折减系数为1.58,相对静力条件下爆破振动荷载作用时的强度折减系数减小了8.14%;2)构建水平振动速度与强度折减系数间关系,以此为基础求解了及及坪采场东部边坡安全振速为12.14 cm/s,临界振速为15.71 cm/s。本文研究成果可为同类金属露天矿山边坡稳定性判别分析、爆破振动对边坡的影响分析提供一定的借鉴与参考。     

司徒铺钨矿爆破振动对地表房屋的影响分析

为对司徒铺钨矿地下开采爆破振动对地表房屋的影响进行分析,选取了井下4个爆破点和32个地表测振点进行了爆破振动现场试验。采用振动监测仪,配合BM View软件,得到爆破振动实测数据,并在此基础上根据萨道夫斯基经验公式进行了爆破振动分析和振速预测。试验结果表明:测试范围内地表民房振动速度实测值均小于0.18 cm/s,地表民房爆破振动速度预测值均小于0.5 cm/s,两项指标都小于《爆破安全规程》所规定的地表民房爆破振动安全允许值。     

某露天矿山爆破对民房的有害效应监测及控制措施

为掌握某大型露天矿山爆破对民房方向的有害效应情况,开展了现场爆破振动、冲击波和噪声监测,根据实测数据分析了矿山爆破对周边民房和居民的影响。结果表明,民房处的实测爆破振速为0.13～0.50 cm/s,均小于安全允许振速;正常生产爆破在民房处产生的冲击波可以控制在人员安全允许范围内;测试期间的爆破噪声满足《爆破安全规程》控制标准的要求。考虑爆区位置动态变化的特点,从爆破参数、装药结构、安全防护等方面进一步提出控制措施,以最大程度削弱爆破有害效应对民房和百姓的影响。     

基于三种不同爆破方案侧穿建筑振动控制研究

以青岛市地铁2号线一期工程土建一标04工区风道侧穿建筑为工程背景,为降低浅埋爆破振动有害效应,保护侧方建筑物,对三种不同爆破方案进行对比研究,现场监测与分析结果表明:1)大直径中空孔直眼掏槽结合短进尺可以有效降低振速,垂直方向减振最明显(达到70.7%);2)浅埋爆破地表三轴方向振速中,工作面正上方侧面(距工作面7.5m)垂直振速大于水平振速的概率占70%~80%;3)在振速要求苛刻的情况下(≤0.5cm/s),随着爆破进尺的减少,炸药总消耗虽然减少,但炸药单耗增加。就本文实践而言,进尺由1m降至0.5m后,总炸药消耗减少了32.6%,炸药单耗却增加了33.3%。     

深孔台阶爆破振动衰减及信号能量频域分布特征

为分析露天矿深孔台阶爆破振动幅值和频率随水平距离和高程变化的衰减规律,进行了5次爆破振动测试,分析了不同地形条件下爆破振动的衰减特点;利用小波包方法分析爆破振动信号能量的频域分布。结果表明,露天深孔台阶爆破振动存在明显的高程放大效应,三向振速中水平向振速较大,主振频率为7～10 Hz,爆破振动信号能量主要分布在7.3～14.6 Hz和14.6～29.3 Hz频带。     

爆破荷载作用下新建与既有隧道支护结构

系统研究爆破冲击同时对新建隧道和既有隧道支护结构动力影响具有重要意义。以某隧道接近既有隧道为例,建立爆破施工对既有隧道和新建隧道支护结构的影响三维模型,利用高能炸药材料模型及JWL状态方程来模拟爆破荷载作用下既有隧道的动力响应特性,结合LS-DYNA显式动力分析程序和多物质流固耦合算法较为准确地对新建隧道的爆破机理进行数值模拟,对爆破荷载作用下既有隧道二次衬砌与新建隧道初期支护的动力响应规律展开研究,得到了不同工况下新建隧道二衬和既有隧道初支在不同时刻的振速分布规律、位移变化云图。结果表明：不同围岩等级既有隧道二次衬砌的动力响应规律十分相似,爆破冲击波最先传到既有隧道二次衬砌上迎爆侧边墙上,既有隧道二次衬砌结构上质点沿X方向振速峰值最大,衰减较快。当距离掌子面一定距离后,新建隧道拱脚处振速峰值超过拱顶位置,不同位置振速大小依次是拱脚＞拱顶＞拱腰。初期支护上质点X、Y、Z 3个振动方向中沿Z方向即隧道中心线方向振动较大,衰减较快。炸药起爆后,新建隧道初期支护上不同位置在爆破冲击波的作用下,沿着掌子面往洞口方向依次发生振动,同一断面上,拱顶和拱脚位置振速较大,施工中应加强监测。     

不同岩性对爆破振动效应影响研究

运用LS-DYNA非线性动力分析软件建立了有限元模型,分别对石灰岩和花岗岩2种工况的爆破振动进行了数值模拟分析;然后结合MATLAB小波分析程序对2种工况爆破振动的峰值振速和能量衰减进行了分析。现场试验结果表明,爆破振动衰减虽然均发生在爆破近区,但2种工况下由于岩石波阻抗不同,爆破振速能量衰减规律均不相同,论证了岩性对爆破效果及爆破衰减有较大影响,这为现场的爆破振动控制和安全管理提供了理论依据。     

安太堡露天矿爆破震动对端帮运输巷道的影响

通过对露天矿山爆破震动对其边坡体内的巷道的影响分析,给出了爆破产生的振速、频率、波延时间是评判影响巷道安全的重要参数,并计算出该矿爆破震动在巷道壁面岩石质点处的振动速度V=2.66cm/s,得出该矿爆破产生的振速能够控制在《爆破安全规程》要求的范围内。     

爆破荷载作用下新建与既有隧道支护结构动力响应研究

系统研究爆破冲击同时对新建隧道和既有隧道支护结构动力影响具有重要意义。以某隧道接近既有隧道为例,建立爆破施工对既有隧道和新建隧道支护结构的影响三维模型,利用高能炸药材料模型及JWL状态方程来模拟爆破荷载作用下既有隧道的动力响应特性,结合LS-DYNA显式动力分析程序和多物质流固耦合算法较为准确地对新建隧道的爆破机理进行数值模拟,对爆破荷载作用下既有隧道二次衬砌与新建隧道初期支护的动力响应规律展开研究,得到了不同工况下新建隧道二衬和既有隧道初支在不同时刻的振速分布规律、位移变化云图。结果表明:不同围岩等级既有隧道二次衬砌的动力响应规律十分相似,爆破冲击波最先传到既有隧道二次衬砌上迎爆侧边墙上,既有隧道二次衬砌结构上质点沿X方向振速峰值最大,衰减较快。当距离掌子面一定距离后,新建隧道拱脚处振速峰值超过拱顶位置,不同位置振速大小依次是拱脚拱顶拱腰。初期支护上质点X、Y、Z 3个振动方向中沿Z方向即隧道中心线方向振动较大,衰减较快。炸药起爆后,新建隧道初期支护上不同位置在爆破冲击波的作用下,沿着掌子面往洞口方向依次发生振动,同一断面上,拱顶和拱脚位置振速较大,施工中应加强监测。     

露天矿边坡爆破振动监测与评价方法的研究

利用速度传感器、爆破振动自记仪和随机信号与振动分析系统软件包对某露天铁矿边坡爆破地震质点振动进行现场监测 ,探索边坡上爆破地震波的衰减规律。通过对边坡爆破振动数据的计算与分析 ,采用基于振动强度的质点垂直振速评价方法 ,得到爆破地震波在边坡中的衰减经验方程 ,可有效地预测和评价边坡的爆破振动危害。     

立井冻土不同含水率下的爆破模拟试验

立井冻土爆破开挖对冻结壁及冻结管产生振动影响,危害施工安全。通过开展立井冻土爆破模拟试验,分析了不同爆破参数下的振动传播衰减规律。结果表明：单孔爆破时,10%含水率冻土爆破引起的振动速度较大,为15%含水率冻土爆破的3倍,爆炸应力波主要由爆源向周围径向传播,引起未开挖土体的振动大于已开挖侧;双孔爆破时,10%含水率、15%含水率的振速表现差异较大;含水率为10%爆破时,工作面未开挖侧10cm附近三向振速较小,向两侧逐渐增大;含水率为15%爆破时,振速未表现出明显规律;四孔爆破,由于中空孔的存在,爆破能量充分释放,工作面两侧振速小于单孔爆破,爆破效果较好。