某釩礦水平扇形中深孔爆破振動(dòng)速度衰減規(guī)律

馮 勇（江西理工大學(xué),江西 贛州 341000）

某釩礦水平扇形中深孔爆破振動(dòng)速度衰減規(guī)律

Attenuation law of blasting vibration velocity of horizontal fan-shaped medium-length hole in some vanadium mine

馮 勇（江西理工大學(xué),江西 贛州 341000）

利用BlastmateⅢ型振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)水平扇形中深孔爆破，得到井下不同爆心距的質(zhì)點(diǎn)的爆破振速，通過(guò)薩氏公式對(duì)各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的三維振速、最大段藥量進(jìn)行最小二乘法的回歸線性分析，得出K、α值。推導(dǎo)出此爆破方法在該礦山的爆破振動(dòng)速度衰減規(guī)律。為今后該礦山在爆破設(shè)計(jì)中考慮最大段藥量提供依據(jù)。

扇形中深孔；爆破振動(dòng)；衰減規(guī)律；回歸分析

1 前言

某釩礦礦體呈層狀，傾向北，傾角65°～86°，平均傾角∠71°。礦石主要為炭硅質(zhì)巖夾泥巖型，泥巖型釩礦石，圍巖欠穩(wěn)固，礦區(qū)地勢(shì)西南高、東北低，溝谷南北分布，橫切巖層走向，以層間構(gòu)造裂隙斷層為主，連通性好。礦區(qū)巖石按巖性結(jié)構(gòu)可劃分為中厚層狀堅(jiān)硬碳酸鹽類(lèi)、硬質(zhì)、軟弱質(zhì)巖互層狀弱基巖類(lèi)型及土體型巖類(lèi)（土體類(lèi)型可細(xì)分為碎石粉土類(lèi)和粉土類(lèi)）。工程控制東西長(zhǎng)2 600m，厚度（水平）1.30～28.76m，平均12.70m，地表出露最大標(biāo)高1144m，工程控制最大垂深400m。

該礦帶以水平扇形深孔階段礦房法為基本采礦法，以分段空?qǐng)霾傻V法為輔助采礦法。水平扇形中深孔布置見(jiàn)圖1。

2 測(cè)試儀器的選取及主要性能參數(shù)

2.1 測(cè)試儀器的選取

本次選用全功能、高級(jí)振動(dòng)和過(guò)壓監(jiān)測(cè)儀BlastmateⅢ型振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀。該儀器可以對(duì)常規(guī)爆炸監(jiān)視，接近現(xiàn)場(chǎng)的爆炸分析、打樁、建筑、拆除、橋梁監(jiān)視、結(jié)構(gòu)性分析、水下爆炸監(jiān)視、遠(yuǎn)程監(jiān)視等。此儀器重6.4kg，具有輕便、準(zhǔn)確、內(nèi)存大等優(yōu)點(diǎn)。具有8個(gè)通道，每通道最高8 000樣本/s，有手動(dòng)、單擊、連續(xù)三種記錄模式，可記錄徑向L、切向T、垂直V三個(gè)方向的振速和爆破噪聲；通道量程多達(dá)254mm/s，精度在0.5mm/s,取較大值，可以同時(shí)對(duì)振動(dòng)監(jiān)測(cè)、周?chē)h(huán)境條件和結(jié)構(gòu)性裂紋運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)，并現(xiàn)場(chǎng)打印，無(wú)需使用電腦。

圖1 水平扇形中深孔布置圖

2.2 測(cè)試時(shí)儀器所選用的主要性能參數(shù)

（1）記錄模式。連續(xù)記錄模式，連續(xù)記錄、自動(dòng)記錄多個(gè)事件。當(dāng)事件強(qiáng)度超過(guò)觸發(fā)水平時(shí)，就會(huì)觸發(fā)記錄。

（2）觸發(fā)水平。近爆區(qū)與遠(yuǎn)爆破區(qū)共4個(gè)測(cè)點(diǎn)，地震儀觸發(fā)水平設(shè)置設(shè)為5mm/s，麥克風(fēng)根據(jù)參數(shù)定義，4秒一個(gè)時(shí)間段，4秒記錄一個(gè)事件，4秒后重新記錄。

（3）采樣率。4個(gè)測(cè)點(diǎn)均設(shè)置為1024標(biāo)準(zhǔn)采樣率。

（4）通道頻率范圍為2～250Hz。

（5）測(cè)振速誤差為＜0.1mm/s。

3 測(cè)點(diǎn)布置及爆破振動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)處理

3.1 測(cè)點(diǎn)的布置

測(cè)試結(jié)合了采場(chǎng)1、采場(chǎng)2的實(shí)際情況，布置了4個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)1#～4#位置的具體布置見(jiàn)圖2。

測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

圖2 測(cè)點(diǎn)位置布置圖

表1 測(cè)試數(shù)據(jù)

3.2 求解爆破振動(dòng)速度的衰減規(guī)律

蘇聯(lián)M.A.薩道夫斯基提出了地震動(dòng)最大速度的經(jīng)驗(yàn)公式[1]：

式中：V——地震動(dòng)質(zhì)點(diǎn)最大速度，cm/s；

Q——炸藥量，kg；

R——爆心距，m；

K、α——與巖石特性等因素有關(guān)的常數(shù)。

運(yùn)用以最小二乘法為基礎(chǔ)的回歸分析換算【2】，得出K、α的計(jì)算公式如下：

對(duì)表1中的測(cè)試數(shù)據(jù)取其三維合成速度進(jìn)行計(jì)算，整理后所得計(jì)算值見(jiàn)表2。

將表2中的值帶入公式（1）、（2）中進(jìn)行計(jì)算得：

表2 整理后的計(jì)算值

得到本次爆破振動(dòng)測(cè)試的速度衰減方程為：

4 結(jié)語(yǔ)

（1）由于礦山開(kāi)拓方法、拉底結(jié)構(gòu)造成巷道四通發(fā)達(dá)，溝坎較多，導(dǎo)致爆破地震衰減特征存在一定的差異，又由于經(jīng)驗(yàn)公式存在一定的局限性，致使數(shù)值處理有一定的困難。

（2）利用先進(jìn)的爆破監(jiān)測(cè)儀器，有助于數(shù)據(jù)的精確性。在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量得出的水平扇形中深孔爆破振動(dòng)速度的衰減規(guī)律，利用薩氏公式求出其K、α值，為礦山今后的回采工作提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

（3）這次選用的BlastmateⅢ型振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，操作簡(jiǎn)單、輕便，利于攜帶，精度高，測(cè)試結(jié)果比較合理，可作為類(lèi)似地下礦山的設(shè)計(jì)參考值。

[1]李夕兵，凌同華.爆破震動(dòng)信號(hào)分析理論與技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社，2009.

[2]王黎明，陳 穎.應(yīng)用回歸分析[M].上海:復(fù)旦大學(xué)出版社，2008.

TD235.1

A

2010-10-05

馮 勇（1983-），男，廣西梧州人，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)椴傻V工程。

Abstract:The blasting of horizontal fan-shaped medium-length hole is monitored by using BlastmateⅢvibration monitor to obtain the blasting vibration velocity of different point.The values of K and α are get through least square regressing analyzing for three dimensional vibration velocity and maximum explosive load of each point based on Empirical formula.The attenuation law of blast?ing vibration velocity of mine blasting method is derived,which provides basis for maximum explosive load in future blasting design.Key words:fan-shaped medium-length hole;blasting vibration;attenuation law;regression analysis

1672-609X（2011）01-0014-03