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%。     

数码电子雷管逐孔起爆下质点峰值振速预测研究

针对电子雷管起爆技术采用传统经验公式预测质点峰值振速精度较低的问题,本文根据电子雷管爆破施工的特点,将其按炮孔类型的不同进行分类,提出了一种分段式的质点峰值振速预测方法,并结合金属矿山巷道爆破进行了试验。结果表明：传统萨道夫斯基经验公式不适用于数码电子雷管爆破的质点峰值振速预测;按照延期时间将炮孔分类后,其质点峰值振速可利用萨道夫斯基经验公式进行预测,选取比例距离药量下各类型炮孔的预测值最大的部分,基于此组成拟合曲线,此组合式曲线具有较好的拟合效果。     

利用振动监测数据优化预测爆破质点振动速度

分析认为，用萨道夫斯基公式预测爆破质点震动速度产生误差的主要原因是对公式中系数k和α的取值不准确。提出了一种爆破质点振速优化预测方案，建立了相应的预测模型，编写了预测模型的计算程序。该模型利用监测数据及时修正k和α的取值，能较真实的反映各种影响爆破震动的因素。应用实例表明，该模型的预测振速与实测振速之间的平均误差为8％。     

岩质高边坡开挖施工的爆破振动监测与分析

基于量纲分析理论,分析影响边坡爆破振动速度相关物理量,推导并改进考虑高程因素影响的爆破振动速度预测公式,结合某石油储备基地山体边坡爆破开挖工程实地监测,对比分析改进公式与萨道夫斯基等传统经验公式对振动速度的预测精度。结果表明:改进公式对实测数据拟合的线性相关性为0.87,通过在公式中引入边坡坡度项(H/D)可大幅提高振动速度预测精度,垂直向质点峰值速度(PPVz)及峰值矢量和速度(PVS)预测值的最大相对误差分别为9.3%、12.7%,平均值分别为8.2%、9.8%,该公式用于边坡坡面质点振动速度预报切实、可行;PVS是坡面质点空间各方向振动速度时程信息的综合表征,综合涵盖质点3个方向振动速度分量对建(构)筑物的振动累积、破坏效应,选取PVS作为爆破振动安全控制指标更为合理。     

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。     

某钒矿水平扇形中深孔爆破振动速度衰减规律

利用BlastmateⅢ型振动监测仪监测水平扇形中深孔爆破,得到井下不同爆心距的质点的爆破振速,通过萨氏公式对各个质点的三维振速、最大段药量进行最小二乘法的回归线性分析,得出K、α值。推导出此爆破方法在该矿山的爆破振动速度衰减规律。为今后该矿山在爆破设计中考虑最大段药量提供依据。     

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%。     

基于BP神经网络的露天采场爆破振速预测

以首云露天铁矿爆破震动实测数据为基础,运用BP神经网络原理,建立了以总药量、最大段药量、爆心距和高程差为输入层的神经网络模型,预测爆破震动峰值振速。将爆破震动监测数据与BP神经网络预测结果和萨氏公式预测结果比较,BP神经网络预测爆破震动峰值平均误差为17.16%,远低于萨氏公式预测的平均误差44.12%,表明BP神经网络预测爆破震动强度精度更高,结果更可靠。     

基于量纲分析的爆破振动质点峰值速度预测公式

质点峰值振动速度预测是爆破设计及爆破灾害控制中的重要内容。基于量纲分析理论,引入爆破振动速度监测点与爆源之间的地形（高程差和水平距离）影响因子,重构了爆破振动质点峰值速度预测公式。采用多元非线性回归拟合法,结合某矿山爆破现场实测数据进行了质点峰值振动速度预测,并与常用的质点振动速度公式的预测结果进行了对比。结果表明：基于量纲分析构建的爆破振动质点峰值速度公式的预测精度更高,水平径向、水平切向、竖直方向上质点峰值振动速度的预测值与实测值之间的相对误差平均值均最小,分别为14.62％、12.46％、12.17％,预测精度较现有公式分别高出5.01%~10.28%、1.92%~10.55%、6.07%~16.16%。     

基于量纲分析的爆破振动质点峰值速度预测公式

质点峰值振动速度预测是爆破设计及爆破灾害控制中的重要内容。基于量纲分析理论，引入爆破振动速度监测点与爆源之间的地形（高程差和水平距离）影响因子，重构了爆破振动质点峰值速度预测公式。采用多元非线性回归拟合法，结合某矿山爆破现场实测数据进行了质点峰值振动速度预测，并与常用的质点振动速度公式的预测结果进行了对比。结果表明：基于量纲分析构建的爆破振动质点峰值速度公式的预测精度更高，水平径向、水平切向、竖直方向上质点峰值振动速度的预测值与实测值之间的相对误差平均值均最小，分别为14.62％、12.46％、12.17％，预测精度较现有公式分别高出5.01%~10.28%、1.92%~10.55%、6.07%~16.16%。     

预裂爆破在尖山磷矿高边帮开采中的应用

合理设计预裂爆破参数,能够将爆破振动对采矿预留高边坡的扰动降到最小。以尖山磷矿东采区已形成的高边坡为例,基于爆破理论及经验公式,结合国内外较为成熟的研究结论,确定预裂爆破的炮孔直径、炮孔间距、装药不耦合系数和线装药密度等参数,将预裂爆破试验振动速度值与回归分析得到的边坡质点振动速度公式计算值比较发现,该爆破参数取值的预裂爆破方案的平均减振率可达52.5%,说明优化的预裂爆破方案对高边坡保留岩体的减振效果明显,建议在尖山磷矿东区高边坡周围开采中广泛采用。     

基于准岩体抗拉强度的爆破振动速度衰减公式改进

萨道夫斯基公式在爆破中近区对质点振动速度的预测精度较低，使用该公式所得的预测误差可达200%~300%，不利于对爆破中近区的振动速度进行精确预测。爆破中近区压缩应力波拉伸破坏所造成的岩石片落和径向裂隙扩展现象比较明显，该类拉伸破坏现象在一定程度上加快了爆破振动速度的衰减过程。为研究爆破中近区岩体抗拉强度对爆破振动速度衰减的影响，在对国内外爆破振动速度衰减公式进行梳理分析的基础上，讨论了14个爆破振动峰值速度的影响因素，选取其中9个主要因素进行了量纲分析，将准岩体抗拉强度考虑在内，推导了基于准岩体强度的爆破振动速度衰减改进公式。结合某露天铁矿工程实例，采用1st0pt软件分别对改进公式和萨道夫斯基公式进行了多元非线性回归分析。研究表明：基于准岩体抗拉强度改进的衰减公式对该矿南、北区测点振动速度预测的平均相对误差分别为8.41%和7.01%，均高于传统衰减公式的预测精度，说明考虑准岩体抗拉强度对萨道夫斯基公式进行改进具有可行性，可为露天矿山爆破作业提供参考。     

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。     

露天矿下伏采空区爆破振动预测研究

利用LS-DYNA软件建立单孔爆破振动模型。研究分析了爆破振动在采空区的传播衰减规律,并对采空区顶板振速预测模型进行了拟合,分析确定了爆破振动对采空区的主要影响因素。结合量纲齐次分析理论得出采空区顶板爆破振动峰值振速预测公式,运用Matlab软件回归拟合得到采空区顶板爆破振动峰值振速预测公式的相关系数。可根据工程实况计算爆破单段最大安全起爆药量或预测空区顶板峰值振速,为现场爆破施工设计提供理论依据。     

矿山预裂爆破效果预测的BP神经网络法

为简化矿山预裂爆破效果预测环节、提高预测精准度，针对传统预裂爆破效果评价注重预裂坡面成型的不足，考虑到露天矿山边坡时常受到爆破破岩振动等动态荷载影响的特点，结合BP神经网络，提出了既考虑坡面成型标准又顾及爆破振动对边坡影响的矿山预裂效果预测方法。将单孔装药量、平均孔深、孔距、振动速度峰值（水平、垂直）、振动主频（水平、垂直）、爆心距等参数作为神经网络输入参数，将预裂坡面的平均振动速度、半孔率、不平整度、裂隙系数等参数作为神经网络输出参数。基于24次临近边坡的爆破技术数据建立了矿山预裂爆破效果的BP神经网络预测模型。3次现场爆破预测试验表明：通过神经网络内部的自组织结构，将岩石性质、工程地质条件等与控制预裂爆破效果有关的因素进行简化，可将平均振动速度的预测相对误差控制在7%左右，将半孔率、不平整度、裂隙系数的预测相对误差控制在3%左右，对于提高爆破预裂效果的预测精度有一定的参考价值。     

露天矿山石灰岩边坡爆破振动特性及规律研究

研究了爆破振动对石灰岩矿山边坡的影响,通过现场爆破振动测试,结合现场地质条件进行了爆破振动特性及规律研究。结果表明,基于M.A萨道夫斯基拟合公式的2次现场爆破振动数据中质点振动速度具有明显的衰减趋势;基于高程效应修正的M.A萨道夫斯基拟合公式的相关系数达到了0.94,比传统M.A萨道夫斯基公式拟合效果好;采用本文得到的修正拟合公式,结合靠帮设计起爆药量,对石灰岩边坡各台阶最大振动速度进行预测时发现,爆破设计应重点考虑振源临近台阶造成的影响。     

爆破振动对露天矿边坡稳定性的影响

为了研究爆破振动对边坡稳定性的影响规律,揭示关键的技术参数,建立了考虑振动应力的平面滑动稳定系数计算公式。借助数值模拟分析了布沼坝露天矿西帮变形区受爆破振动影响时的稳定系数变化规律。结果表明：边坡稳定系数随着与爆源中心距离的增加呈对数规律增长,当影响距离超过300 m以后,爆破振动对西帮边坡稳定性的影响可以忽略。边坡稳定系数与振动速度曲线的协同性较高,峰值出现的时刻相同,振幅满足比例关系。