矿山爆破开采对周围地区建筑物的影响分析

2021-01-06郭大胜

河南建材 2021年9期

郭大胜

安徽江南爆破工程有限公司（242300）

随着经济社会发展，人们对各类资源需求不断增加，尤其需求各类矿产。在矿山开采时，需要采用爆破开采手段，但由于爆破工程危险性较高，在爆破时所释放出的能量会对周围环境造成一定的影响，从而导致建筑物损坏，出现矿山爆破震动效应，影响周围居民的生活，因此，解决矿山爆破开采带来的影响是当今面临的重要问题[1-3]。

1 矿山爆破震动效应

矿山爆破震动效应，是指炸药在矿山爆炸后产生巨大的能量，通常将这种能量叫作冲击波。当冲击波随着距离的增加，离开震源中心位置，波速降低，振幅减小，将冲击波转化为地震波。当地震波数值超过一定幅度后，对地表以及附近建筑物造成破坏。同时可以通过振幅质点预测对周围地区建筑物的影响，因此，矿山爆破震动效应，是预测周围地区建筑物安全性反馈的重要手段[4-5]。

2 矿山爆破的影响范围

2.1 地面拟建建筑物

矿山爆破开采时，炸弹在矿山中爆炸，并且释放出巨大能量，因此爆破的装药量与炸弹放置数量的多少，影响着冲击波覆盖范围。施工时由于地面建筑较少，并处于未施工状态，因此，矿山爆破对地面拟建建筑物影响较小，但当距爆破点小于50 m时，易造成崩塌现象，影响建筑物后续施工[6-9]。

2.2 临时搭建建筑物

矿山爆破时通常会出现地震效应，使得周围建筑物遭到破坏，影响建筑物内人们的正常生活。在矿山爆破时，矿山施工现场通常仅有临时工人宿舍，这些临时工人宿舍可以及时进行搭建维修，因此，矿山爆破对临时搭建建筑物影响较小。如果工人宿舍内安装有临时水电，爆破冲击波会对水电设施造成较大影响，因此需要及时预防[10-11]。

2.3 矿山周围环境

矿山爆破产生的振幅，会对周围生活的居民造成剧烈干扰，极易扰乱居民的正常生活状态，从而产生噪声纠纷。当爆破地点离居民区较近时，冲击波会对居民区建筑物结构造成破坏，使居民生活存在一定的安全隐患。因此，在爆破时，需要充分考虑爆破对周围环境的影响，在保证施工质量的同时，合理调整爆破点，减少对矿山周围环境的危害[12-13]。

3 矿山爆破开采对周围地区建筑物产生影响分析

3.1 地质构造

爆破对周围环境造成的影响与地质构造息息相关。在矿山爆破开采前，施工人员需要对周围地区建筑物地质结构进行勘测，从而形成更为精准的炸弹放置与爆破点距离，保证矿山爆破开采安全。另外，在建设地面建筑物时，需要对建筑场地进行勘探，使新建建筑物更为牢固，以降低爆破对建筑物产生的影响。并且，矿山爆破开采需要施工人员计算爆破安全距离，以降低矿山爆破对地质构造的影响，缓解矿山爆破开采对周围地区建筑物带来的危害[14-16]。

3.2 建筑物质量

矿山周围地区建筑物构造质量差异，决定着矿山爆破开采所能带来的不同，尤其是建筑物构造结构质量较为优异的建筑，所能承受的冲击力更强。建筑物的结构在承受爆破震动时，由于建筑物跨度不同，高度越高的建筑物越易出现裂缝，并且随着高度的提升，震动速度成倍增长，极易造成高层建筑坍塌现象，因此，建筑物在设计时应尽量远离矿山，并且对建筑物高度与跨度进行合理结构设计，以增加矿山爆破开采震动效应承受能力。

3.3 爆心距远近

爆心距代表着矿山爆破点与矿山周围建筑物的位置距离。爆心距数值越大，对周围建筑物所带来的影响越小，因此，爆心距的远近决定着建筑物所受到的影响。尽管随着时代的发展，炸药种类升级，在矿山爆破时，所产生的地震波频率逐渐降低，强度对周围建筑物影响减小，但在某种程度上扩大了地震波的辐射范围，使得能量分散更广，极易对周围建筑物产生更大的危害。因此，为缩小矿山爆破开采对周围地区建筑物的影响，需要对爆心距进行合理测算，选择更为合适的爆破点，以减小爆破振幅影响[17]。

3.4 建筑物振动速度

建筑物振动速度是指建筑物所受到矿山爆破振动破坏的标志。受矿山振幅影响，当前国内外普遍认为建筑物破坏临界点振动速度为5 cm/s，因此，振动速度大小可以有效反映建筑物所遭受的破坏程度。在爆破时，为了缩小对建筑物的损坏，可以适当减少炸药量，以减轻建筑物受到振幅危害。矿山爆破开采所产生的冲击波，对周围建筑物提供一个振动频率，使得周围建筑物与爆破震动冲击波形成共振，从而造成周围建筑物进一步损坏。但当前对于振动频率调整较为困难，需要工作人员适当减少炸药填充量，以避免矿山爆破开采对周围地区建筑物产生的影响[18]。

3.5 建筑物受爆破数

矿山在爆破开采时，通常需要承受多次爆破，因此，矿山周围建筑物所承受到的爆破振动次数较多。当爆破振动次数超过预警后，会使建筑物发生裂痕，从而危害到建筑物本身。为减少矿山爆破开采对周围地区建筑物的影响，需要探究建筑物可承受爆破次数，为建筑物设定服务年限，并且结合爆破振动波型，寻找振动规律。由于所承受的爆破规模不同，周围建筑物遭受的冲击波呈叠加状态。矿山内部连续多次爆破，对周围环境的破坏程度出现差别。为了降低矿山爆破开采对周围地区建筑物带来的影响，需要在爆破时，掌握波峰与波谷的微差时间，使波谷与波峰叠加，通过对冲降低爆破引发的建筑物损坏，降低炸药振幅。同时，在建设新型建筑物时，需要吸取教训，提前进行建筑物承受振动次数测试，从而增加建筑物使用年限，减少矿山爆破开采对建筑物的影响。