水耦合装药技术在福泉石材厂中的应用

王 刚 张义平 李树建

（贵州大学矿业学院，贵州 贵阳550025）

1 工程概况

福泉市隆昌县石材厂地面建筑物主要以居民建筑房屋为主，TC4850型爆破震动检测设备。共进行2次爆破，每次9个点进行观测。主要测试内容包括：震点移动速度，震动位移，震动加速度和噪声。

图1 爆区示意图

2 爆破震动速度的规律分析

爆破震动所引起的地面建筑物和采场岩体的破坏受到放炮员操作，孔数，药量还有岩石性质等因素的影响。爆破震动峰值速度衰减程度应根据相应地形特点和地址情况决定。本文根据福泉某露天矿石料厂的具体情况，通过多次试验，得出较为适用的爆破效果，以指导以后该矿山的爆破控制。表1为爆破安全允许标准。

表1 振动对象的安全允许标准表

表2 爆心距与最大单响的关系

根据萨道夫斯基爆破震动经验公式，可以回归出在测试条件下石料厂开采爆破地震波传播规律。

V=k[Q^(1/3)/R]^α

式中，看为与地质爆破方法等因素有关的系数，α为与地质条件有关的地震波衰减系数；Q为与震速v值相对应的最大段起爆药量，R为测点到爆心的直线距离，有以往数据通过最小二乘法可得，α=3.878 k=5604049

反推出Q=3.520*10^(-6)R^3

当R取值不同，如表2Q装药量要随之改变。

由表2可知，当距离大于300时，取95以下就可以，但是，考虑到装药外界不确定因素及爆破积累效应的影响，我们去安全值炸药量控制在50以下。

3 实验设计

3.1 爆破震动预测

近年来，国内外都逐渐采用震点振动速度作为观测物理量，又因为质点震动速度三个方向（垂直方向，水平径向，水平切向）的分布量中，垂直方向规律性好，我国的国家爆破安全规程也是以垂直方向质点震动速度为主，同时检测水平径向，水平切向的震动速度。以全面考虑爆破震动对邻近建筑物的影响。图1为爆破测振示意图，表3为测点布置位置。

表3 测点布置位置

3.2 水耦合爆破设计

装药参数设计：

根据贵州省福泉市当地气候，矿区附近人文地理环境，经分析，采用水耦合装药爆破方式，逐孔爆破的方法最为合理。具体参数如下：

超过50kg药量的孔采用分段装药爆破，上层用5段管，下层用3短管。中间填塞1.5米水炮泥，若孔深在14米内（含14米）。孔内九段管，孔外3段管相连接。孔深超过14米的，孔内上层5段管，下层3段管，中间填塞1.5米水炮泥。所有炮孔采用逐孔爆破，孔与孔延时为50毫秒到100毫秒。

4 结论分析

4.1 测试结果

以下数据为本次测试结果，炮次1为爆源1起爆，炮次2为爆源2起爆，本次爆破共起爆两次。其中按照《爆破安全规程》，主振频率是最大振速对应的频率。测点3测试结果如下所示（注：以下数据仅适用于本次爆破振动监测）：

表4

图2

4.2 测试结果及结论分析

根据两次爆破振动检测结果，结果如下：

（1）第一次爆破总药量840kg，单段同时起爆最大药量64kg时：下寨方向房屋基础振动速度值最大为0.249cm/s，频率为16.495Hz，本次爆破振动速度峰值未超过国家相应的安全允许值2.3cm/s，爆破振动有轻微影响，不会对房屋的主体部分产生破坏；矿区入口方向（6号测点）房屋基础振动速度值最大为0.104cm/s，频率为17.094Hz，本次爆破振动速度峰值未超过国家相应的安全允许值2.3cm/s，爆破振动有轻微影响，不会对房屋的主体部分产生破坏；上寨方向房屋基础振动速度值最大为0.219cm/s，频率为17.699Hz，本次爆破振动速度峰值未超过国家相应的安全允许值2.3cm/s，爆破振动有轻微影响，不会对房屋的主体部分产生破坏。

（2）第二次爆破总药量1233.2kg，单段同时起爆最大药量60kg时：下寨方向房屋基础振动速度值最大为0.401cm/s频率为16.701Hz，本次爆破振动速度峰值未超过国家相应的安全允许值2.3cm/s，爆破振动有轻微影响，不会对房屋的主体部分产生破坏；矿区入口方向房屋基础振动速度值最大为0.391cm/s，频率为18.629Hz，本次爆破振动速度峰值未超过国家相应的安全允许值2.3cm/s，爆破振动有轻微影响，不会对房屋的主体部分产生破坏；上寨方向房屋基础振动速度值最大为0.474cm/s，频率为15.326Hz，本次爆破振动速度峰值未超过国家相应的安全允许值2.3cm/s，爆破振动有轻微影响，不会对房屋的主体部分产生破坏。

结论分析：

（1）水耦合爆破及逐孔爆破的联合应用，是单孔装药量减少，装药密度减少，降低爆破震动。

（2）水耦合爆破及逐孔爆破的联合应用，是炸药爆炸威力均匀，岩石后来均匀，作用时间延长，从而降低了爆破成本，提高了爆破效果。

（3）水耦合爆破及逐孔爆破的联合应用，使部分烟尘被水吸附，减少了爆破烟尘，更好的保护了环境。

（4）水耦合爆破及逐孔爆破的联合应用，在本次试验中，起到了一定的效果，为以后类似工程做出了示范效应。

（5）尽管该方法在福泉某石材厂取得了不错的效果，但是，由于，爆破震动效应的不确定性，还有工作人员的水平有所差异，加上各个地方地质，地形，气候条件有很大差异，在类似矿山使用时，要加以修正和实验，才能达到完美效果。

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