某露天磷矿爆破振动的影响分析

徐荷芳 XU He-fang

（国营云南安宁化工厂开远分厂，开远 661699）

（Kaiyuan Branch，Yunnan Anning Chemical Industry，Kaiyuan 661699，China）

某露天磷矿爆破振动的影响分析

徐荷芳 XU He-fang

（国营云南安宁化工厂开远分厂，开远 661699）

（Kaiyuan Branch，Yunnan Anning Chemical Industry，Kaiyuan 661699，China）

为确定某露天磷矿露天开采爆破振动的传播规律及对周围村庄民居的安全影响，对该矿不同采场的爆破作业振动进行了测试。对监测数据进行回归分析，找出了该矿爆破振动的传播规律及特征，判断爆破引起的振动不会对周围村庄民居产生不良影响，并就如何降低爆破振动影响提出了一些建议，为矿山今后的爆破作业提供了指导依据。

爆破振动；地震波；振动测试；回归分析

1 工程概况

某露天磷矿位于昆明市西山区海口镇，水陆交通条件便利，公路四通八达。矿区地貌特征为高山地形，南缓北陡，山麓地形与岩层倾斜方向大体一致，随之起伏。矿区最高峰标高2225.75m。

近年来，随着矿山生产能力的提高、开采规模的逐渐增大，露天采矿作业离周围村庄也越来越近，爆破作业是否会对村庄民居造成影响是矿山必须考虑的问题[1]。为此，对某露天磷矿爆破作业时产生的振动进行了监测，并对监测结果进行了分析，研究判断爆破振动的影响，为矿山今后的爆破作业提供了指导依据。

2 爆破振动测试

2.1 测试原理 为保证建（构）筑物的安全，需将爆破振动强度控制在一临界值内，若超过此临界值，就会引起建筑物或岩体的破坏，这个爆破振动强度临界值称为爆破振动判据。在评价爆破振动对建（构）筑物的危害时，可用位移、速度、加速度作为破坏判据，但具体用哪一种量作为衡量地震波强度的标准最为合适，至今仍无定论，大量的实践观测表明，爆破地震破坏程度和振动速度大小关系密切[2]。因此，在实际工作中，多以质点的振动速度作为衡量爆破振动破坏的标准。

2.2 测试系统及测点布置 在选择合适的测试系统时，应考虑到爆破现场的地质地形条件、所要求的精确度和仪器设备的限制等因素，此次测试选择成都中科测控有限公司生产的TC-4850爆破测振仪和速度传感器。

根据测试要求，针对不同采场的爆破，每次测试经过现场勘察后在爆区周围布置五个爆破振动监测点，具体测点见表1。

3 测试结果及分析

3.1 测试结果 矿山每次爆破均采用逐孔起爆网路，孔间延时间隔时间17ms，一次起爆总药量不超过10t，最大单响药量不超过108kg，具体爆破规模见表1。通过三次爆破振动测试共得出15组有效数据，其中一测试振动速度波形如图1所示，其频谱分析如图2所示。测试结果汇总见表1。

表1 爆破振动测试数据

图1 部分测试振动速度波形

图2 部分测试振动速度频谱分析

3.2 结果分析

3.2.1 回归分析 根据爆破工程中普遍采用的萨道夫斯基经验公式[3]

式中：v——质点的最大振动速度，cm/s；Q——炸药量，kg（齐发爆破时为总装药量，延迟爆破时为最大一段的装药量）；R——测点至爆源中心的距离，m；K——与爆破场地条件有关的系数；α——与地质条件有关的爆破地震波衰减系数。

对所测得的爆破振动数据进行线性回归求得各采场爆破振动的传播衰减规律：

3.2.2 波形分析 根据对所测爆破振动波形进行分析，发现该矿山的爆破振动存在如下规律：

①从振动波形图可看出，在振动持续时间段内，因为采用的是逐孔起爆网路，延时间隔时间很短，虽然不同时起爆引起的爆破振动不能明显分开，但波形比较平缓，振幅不大，在周围建筑结构的主振速都能控制在0.09cm/s以内，说明振动波形的叠加放大不明显，设计的最大单响药量、延时时间间隔和总的起爆规模是合理的。

②通过对振动波形频谱分析发现，虽然质点振速的频域范围相对普通爆破和延期爆破较宽[4]（小于50Hz），但主振频率一般在4～13Hz之间，比较接近周围建筑结构的自振频率（一般在10Hz以下），易引起共振[5]，因此该频率范围内的地震波能量会对建筑结构造成较大的影响。

③矿山三个采场的爆破规模均差不多，在周围最近建筑结构6#矿石加工点所测的最大振动速度为0.0828cm/s，主振频率为6.59Hz，远远小于《爆破安全规程》规定的民房爆破振动安全允许标准[6]。因此对于离爆区更远的马房村、耳材村、海丰村和矿部等处的土坯房、毛石房屋、砖房和砖混结构房屋等民房，类似规模的爆破振动都不会对这些民房结构造成不良影响。

4 结论与建议

4.1 通过对所测得的爆破振动数据进行线性回归求得各采场爆破振动的传播衰减规律，为爆破振动预测提供了计算依据，有利于指导矿山今后的爆破作业。

4.2 在矿山周围建筑结构所测的最大振动速度均没超过0.09cm/s，远远小于《爆破安全规程》规定的民房爆破振动安全允许标准。因此对于离爆区更远的马房村、耳材村、海丰村和矿部等处的土坯房、毛石房屋、砖房和砖混结构房屋等民房，类似规模的爆破振动都不会对这些民房结构造成不良影响。

4.3 振动波形分析表明，此次爆破质点振速的主振频率一般在5～15Hz之间，比较接近一般民用非抗震建筑结构的自振频率，更易引起共振。因此虽然目前矿山生产爆破所产生的地震波未对周围村庄的建筑结构造成不良影响，但建议在以后的爆破工作中应采取相应技术措施提高爆破的主振频率，使之远离建筑结构的自振频率，以防建筑结构因共振而更易发生破坏。

4.4 建议矿山今后的生产爆破应严格按照已批准的爆破设计进行作业，尽可能不要在老百姓在家休息时起爆，以免老百姓在心理上有影响。

[1]周传波，陈建平.乌龙泉露天矿深孔爆破震动测试与分析[J].工程爆破，2000，6（4）：71-75.

[2]刘美山.特高陡边坡开挖爆破技术及其对边坡稳定性的影响[D].合肥：中国科技大学，2007.

[3]陈柏林.矿业边坡爆破振动测试与分析[J].矿业快报，2004，11（11）：13-15.

[4]张智宇，栾龙发，殷志强，等.起爆方式对台阶爆破振频能量分布的影响[J].爆破，2008，25(2)：21-25.

[5]张雪亮，黄树棠.爆破地震效应[M].北京：地震出版社，1980.

[6]GB6722-2003，爆破安全规程[S].

Analysis of Blasting Vibration in One Phosphorus Open-pit

In order to determine the influence of mine blasting vibration on the security of the structures of the near village and propagation law of blasting vibration,the author tested the blasting vibration in the quarry.By regression analysis of the in situ measured data,the propagation law of blasting vibration and its features were found out.A main conclusion was drawn that the near structures in the open-pit won't be subjected to the effect of blasting vibration under the present scale of production blasting.Some advices on reducing the blasting vibration is proposed in this paper,and guiding principle basis was provided for future blasting.

blasting vibration；seismic wave；vibration monitoring；regression analysis

徐荷芳（1974-），女，湖北通山人，毕业于昆明理工大学采矿工程专业，学士，工程师，现在国营云南安宁化工厂开远分厂，主要从事火工品生产管理和工程爆破。

TD804

A

1006-4311（2014）15-0044-02