某钒矿水平扇形中深孔爆破振动速度衰减规律

冯 勇（江西理工大学,江西 赣州 341000）

某钒矿水平扇形中深孔爆破振动速度衰减规律

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

冯 勇（江西理工大学,江西 赣州 341000）

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。

扇形中深孔；爆破振动；衰减规律；回归分析

1 前言

某钒矿矿体呈层状，倾向北，倾角65°～86°，平均倾角∠71°。矿石主要为炭硅质岩夹泥岩型，泥岩型钒矿石，围岩欠稳固，矿区地势西南高、东北低，沟谷南北分布，横切岩层走向，以层间构造裂隙断层为主，连通性好。矿区岩石按岩性结构可划分为中厚层状坚硬碳酸盐类、硬质、软弱质岩互层状弱基岩类型及土体型岩类（土体类型可细分为碎石粉土类和粉土类）。工程控制东西长2 600m，厚度（水平）1.30～28.76m，平均12.70m，地表出露最大标高1144m，工程控制最大垂深400m。

该矿带以水平扇形深孔阶段矿房法为基本采矿法，以分段空场采矿法为辅助采矿法。水平扇形中深孔布置见图1。

2 测试仪器的选取及主要性能参数

2.1 测试仪器的选取

本次选用全功能、高级振动和过压监测仪BlastmateⅢ型振动监测仪。该仪器可以对常规爆炸监视，接近现场的爆炸分析、打桩、建筑、拆除、桥梁监视、结构性分析、水下爆炸监视、远程监视等。此仪器重6.4kg，具有轻便、准确、内存大等优点。具有8个通道，每通道最高8 000样本/s，有手动、单击、连续三种记录模式，可记录径向L、切向T、垂直V三个方向的振速和爆破噪声；通道量程多达254mm/s，精度在0.5mm/s,取较大值，可以同时对振动监测、周围环境条件和结构性裂纹运动监测，并现场打印，无需使用电脑。

图1 水平扇形中深孔布置图

2.2 测试时仪器所选用的主要性能参数

（1）记录模式。连续记录模式，连续记录、自动记录多个事件。当事件强度超过触发水平时，就会触发记录。

（2）触发水平。近爆区与远爆破区共4个测点，地震仪触发水平设置设为5mm/s，麦克风根据参数定义，4秒一个时间段，4秒记录一个事件，4秒后重新记录。

（3）采样率。4个测点均设置为1024标准采样率。

（4）通道频率范围为2～250Hz。

（5）测振速误差为＜0.1mm/s。

3 测点布置及爆破振动测试数据处理

3.1 测点的布置

测试结合了采场1、采场2的实际情况，布置了4个测点，测点1#～4#位置的具体布置见图2。

测试数据见表1。

图2 测点位置布置图

表1 测试数据

3.2 求解爆破振动速度的衰减规律

苏联M.A.萨道夫斯基提出了地震动最大速度的经验公式[1]：

式中：V——地震动质点最大速度，cm/s；

Q——炸药量，kg；

R——爆心距，m；

K、α——与岩石特性等因素有关的常数。

运用以最小二乘法为基础的回归分析换算【2】，得出K、α的计算公式如下：

对表1中的测试数据取其三维合成速度进行计算，整理后所得计算值见表2。

将表2中的值带入公式（1）、（2）中进行计算得：

表2 整理后的计算值

得到本次爆破振动测试的速度衰减方程为：

4 结语

（1）由于矿山开拓方法、拉底结构造成巷道四通发达，沟坎较多，导致爆破地震衰减特征存在一定的差异，又由于经验公式存在一定的局限性，致使数值处理有一定的困难。

（2）利用先进的爆破监测仪器，有助于数据的精确性。在现场测量得出的水平扇形中深孔爆破振动速度的衰减规律，利用萨氏公式求出其K、α值，为矿山今后的回采工作提供设计依据。

（3）这次选用的BlastmateⅢ型振动监测仪，操作简单、轻便，利于携带，精度高，测试结果比较合理，可作为类似地下矿山的设计参考值。

[1]李夕兵，凌同华.爆破震动信号分析理论与技术[M].北京:科学出版社，2009.

[2]王黎明，陈 颖.应用回归分析[M].上海:复旦大学出版社，2008.

TD235.1

A

2010-10-05

冯 勇（1983-），男，广西梧州人，在读硕士研究生，研究方向为采矿工程。

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