淺論高段位雷管在露天鐵礦爆破降震中的應(yīng)用

陳鐵柱 胥國強

河北鋼鐵集團司家營研山鐵礦有限公司，中國·河北 唐山 063701

論文重點分析國際上露天臺階爆破地震效應(yīng)和爆破地震控制的相關(guān)內(nèi)容，通過對具體鐵礦采場爆破的方式加以分析，明確高段位雷管延時時間微差爆破的地震效應(yīng)規(guī)律，辨明高段位雷管的實際爆破減震效果。

高段位雷管；露天鐵礦；爆破降震

1 引言

根據(jù)前人的研究分析，雷管本身的精度要求較高，其能對爆破地震效應(yīng)反映出一定的作用。一般來說，普通毫秒延期雷管在特定段位上因起爆誤差的存在，可以將地震效益適當?shù)臏p小，但最大段發(fā)藥量不一定能產(chǎn)生較強的振動強度，因此還需依照實際的情況加以分析，做出更為適宜的判斷[1]。

2 高段位雷管在露天鐵礦爆破降震試驗

2.1 試驗條件

此次所開展的試驗主要是在露天采場進行，參與試驗的臺階地點地形并未彰顯出具體變化，多是一個相對平坦的狀態(tài)，區(qū)中并未涉及到較為明顯的地質(zhì)構(gòu)造和布孔臺階。在作業(yè)區(qū)中，均為水平布孔，其基本的直徑是180mm，孔的深度在15m，炮孔排以及孔間距是2.5m*3m。在實際布孔的階段，往往運用到單排以及雙排模式，炸藥則是選擇了巖石乳化炸藥，使其在爆破中發(fā)揮出自身的效力，孔中屬于連續(xù)裝藥設(shè)置。在該試驗中，運用到的雷管是毫秒延期導爆管雷管，為了讓相應(yīng)的爆破方式、布孔方式等獲取到的數(shù)據(jù)信息得以采集并反映，應(yīng)該在每一次的監(jiān)測中，盡可能多的設(shè)置測點，保證每一個監(jiān)測點可以附帶著相應(yīng)的檢波器，其應(yīng)該包含著水平和垂直的兩種檢波器，由此清楚地了解地震波對于邊坡產(chǎn)生的作用。為了保證相應(yīng)的成效更加理想，在不同的高程上也需要甚至相應(yīng)的檢波器[2]。

2.2 相關(guān)儀器和系統(tǒng)

因地震監(jiān)測中需要獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，因此應(yīng)該積極的考慮相關(guān)的儀器和系統(tǒng)。在此次的檢測試驗中，運用至地震監(jiān)測的系統(tǒng)主要包含著振動記錄儀、速度傳感器和模擬信號電纜。振動儀屬于四川拓普測控科技公司研發(fā)生產(chǎn)的振動記錄儀，其涵蓋著四個不同的通道，檢波器的實際運用包括著垂直以及水平方向的速度傳感器，在該試驗中，僅運用到垂直傳感器，并未設(shè)計水平傳感器。為了實現(xiàn)對相關(guān)數(shù)據(jù)的合理化采集，需要將振動記錄儀上設(shè)定的電壓信號進行合理的轉(zhuǎn)換，及時的更換為熟悉的振動速度信號。

另外，在進行轉(zhuǎn)換的時候，還應(yīng)該保證轉(zhuǎn)換之后的處于地震波時域圖中，依照導爆管雷管等不同段的標準延時和地震波時域波形特點，分析出具體的不同段雷管的實際激發(fā)時間，取得相應(yīng)的振動幅值，由此視作雷管震動的基本速度。

3 高段位雷管的地震效應(yīng)及降震研究

在具體的試驗階段，微差爆破的降震作用重點涵蓋著兩個方面，首先是借助于延時時間，使得裝藥分組起爆發(fā)揮出較為理想的限制左右，能適當?shù)叵拗谱畲笃鸨幜浚鄳?yīng)的振動強度和起爆藥量反映出一定的正比關(guān)系，藥量一旦出現(xiàn)減少的情況，在其他的爆破條件一定的情況下，同一地點的振動強度則會呈現(xiàn)出明顯降低的趨勢。

其次則是借助于組間裝藥產(chǎn)生的不同相位地震波波峰疊加情況展開適當?shù)母蓴_和影響，由此使得降震的效果更加明顯。若是某一個區(qū)域的地震波及時的傳播至某處導致彈性振動極為明顯，甚至并未呈現(xiàn)出理想的消失狀態(tài)，則另外區(qū)域的地震波也可傳至該處，一旦傳播到相應(yīng)的位置，可以通過調(diào)整時間的方式，使得兩個地震波產(chǎn)生明顯的抵消作用，發(fā)揮出較為顯著的干擾效果。能實現(xiàn)干擾降震的效果，關(guān)鍵在于將延時的時間加以確定，只有明確了這一基本的要點，才能保證其干擾的效果更加理想[3]。

爆破振動的強度一般和炸藥量以及介質(zhì)條件等存在著密切的聯(lián)系，如果是多段微差爆破，振動的強度一般是取決于最大段的裝藥量，所以在具體的實踐中，為了合理的降低爆破震動的影響，需要采取分段起爆的方式，由此合理的控制相應(yīng)的起爆藥量，保證由1 段到13 段或者是更高的段位逐步的過渡。在具體的生產(chǎn)中，實際涉及的毫秒雷管并不是高精度的雷管，因此并不是段位越高，實際的精度越高，還需要根據(jù)具體的使用情況和要求展開分析。若是使用低段位的雷管，可以確保同段的炮孔在時差較小的范圍時，可以實現(xiàn)有效的引爆處理，因此產(chǎn)生的振動量級多是炮孔總藥量產(chǎn)生的影響[4]。

4 低段位雷管的爆破振動波疊加

在條件一定的情況下，藥量達到最大的程度時，并不能保證振動的速度達到最大，尤其是多段毫秒延期爆破，在一些特殊情況時，如最大段引發(fā)藥量產(chǎn)生的爆破振動速度要明顯低于最小段引發(fā)藥量導致的振動速度，出現(xiàn)該類問題的原因是普通毫秒延期雷管的隨機延時誤差可以更好的迎合地震波的干擾和消減時間間隔。

在相關(guān)的試驗中，重點運用了前蘇聯(lián)科學家薩道夫斯基研究的經(jīng)驗公式展開驗證，分析不同雷管爆破地震波傳播的基本規(guī)律和實際的情況。為了實現(xiàn)有效的定量分析，應(yīng)該對不同段位的地震效應(yīng)加以分析，在地震波時域中，需要將各個段的雷管激發(fā)時間加以明確，獲取相對合理的振動幅值，之后將相應(yīng)的雷管振動幅值展開合理的分析，明確裝藥量以及監(jiān)測點位置等參數(shù)信息，借助于經(jīng)驗公式對樣本數(shù)據(jù)展開回歸判斷，確保各個段的值都能及時的獲取，在這個基礎(chǔ)之上實現(xiàn)合理的分析與對比，保證選擇最佳的降震段位。借助于回歸分析，使得各個段數(shù)的雷管能及時的分析出來，在后續(xù)的礦山爆破中依照試驗結(jié)果對爆破振動的速度加以判斷，以此保證爆破參數(shù)的調(diào)整和校核符合一定的標準和要求。

5 高段位雷管的爆破地震效應(yīng)

高段位雷管因延時時間體現(xiàn)出極為明顯的離散性，使得地震波極易受到影響，同時還能產(chǎn)生較為明顯的降震現(xiàn)象。在段位的選取中，需要適當?shù)倪\用高段位的雷管加以爆破，以往的礦山多是運用了單段單孔、從低到高段的爆破模式。目前，可直接采用高段雷管爆破作業(yè)。

經(jīng)過分析，在條件確定的情況下，最大段的裝藥量并不一定反映出振動的速度，不同段位間的影響也存有較為顯著地差別。在實際的監(jiān)測中，如果發(fā)現(xiàn)低段位雷管爆破引起的地震波實現(xiàn)了相互疊加的情況，甚至反映出地震效應(yīng)明顯增強的情況，可以在后續(xù)的生產(chǎn)實踐中減少低段位雷管的使用，或者是在使用時采取間隔跳段使用的模式[5]。高段位的雷管極易干擾降震效應(yīng)，在一段多孔以及一段兩孔等多種試驗中，發(fā)現(xiàn)一段多孔的降震效應(yīng)較為顯著，具體的爆破振動效應(yīng)并不大于一段一孔。因此，在實際的工作中，可以適當?shù)目紤]多孔一段的爆破方式，以此起到良好的效果，滿足減震的需求。

6 結(jié)語

高段位的雷管實際涉及的炮孔無法進行同時引爆操作，因雷管本身的誤差較為明顯，極易導致某些炮孔出現(xiàn)明顯的地震波，甚至與其他炮孔的地震波產(chǎn)生作用，因無法有效的迭加而相互錯開，最終使得爆破振動強度明顯減小。此外，受到巖石性質(zhì)以及裂隙等差異的影響，實際選取的延時時間正好導致爆破振動強度明顯增加，可見對雷管精度展開更為細致的研究意義重大。