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工程
第11卷第2期
38
Mining Engineering
2013年4月
炸药与爆破
铜坑矿中深孔爆破震动衰减规律研究
吴强1妈锐2潘家彬
(1.华锡集团铜坑矿,广西南丹547205;2.河南省治金规划设计研究院,河南郑州450000
摘要:爆破震动监测可获取震动波的峰值振速、加速度、频率等参数指标,对于控制和降低爆破地窿
效应,保障矿山安全生产具有重要意义。
关键词:中深孔爆破;爆破震动波;线性回归;衰减规律
中图分类号:TD235文献标识码:A文章编号:1671-8550(2013)02-0038~03
测量。测试时,将拾震器和噪声测试麦克风插入主
0引言
机的相应插孔,即可形成整个测试系统。
铜坑矿主要开采矿种为锡矿和铅锌矿,开采对
监测点布置遵循下列原则:1)监测点应尽量
象从上至下依次为细脉带、91#、92矿体,三矿与爆源保持在同一水平内,在爆破震动较大区域内
体立体重叠产出,20世纪80年代投产,现已完成布置较密的监测点;2)考虑到本次监测在井下进
上部细脉带矿体和914矿体大部分矿石的回采工.行,为保证传感器和监测仪的安全,监测点应尽量
作,自2004年起,开始了对92#矿体的开采工作。避开破碎带和不稳固的顶板处,若现场条件特殊,
92矿体与上部两大矿体相比,矿体完整性差,较需对监测仪实施覆盖保护;3)监测点布置时,注
破碎,矿体的稳定性差;井下频繁生产爆破产生的意尽量避免各测点间存在采空区、巷道间隔。以免
震动及高围岩应力等综合因素作用对井下采空区、出现数据异常,若条件容许,测点尽量布置在同
井下巷道、矿柱等地下结构造成严重危害,出现了条巷道内;4)测点应尽量布置在基岩上。避免井
冒顶、巷道片帮、矿柱垮塌等现象。为确保回采安下碎石层影响测试数据的准确性,见图1。
全和地压管理,尽可能多的回收矿产资源必须严格
表1振动监测仪性能参数
控制爆破地震。因此,研究爆破地震波的传播规
仪器名称
性能类别
叁数描述
律,采取合理的控制方法来控制和降低爆破地震效
触发方式
自动触发
应,是目前矿山采矿作业过程中急需解决的问题,
触发水平/mm·s
监测方式
连续监测方式
对铜坑矿的可持续发展具有重要意义
Blast Male
采样率
1024或2048标准采样率
通频带/Hz
2~300
Ⅲ型
1现场测试及数据
速度误差/mns
加速度误差/m?s-2
0.0098
位移误差/mm
1.1测试方案
单个事件的记录时间/s
为保证爆破振动测试的效果和观测数据的应用
价值,结合矿山具体的生产计划,选取了92矿体
测点
矿柱群386m中段为采场爆破监测对象。测试工作中
选用了加拿大 Instantel公司生产的 Blastmate型振
5点
动监测仪(其主要性能参数见表1),该仪器结构坚
4测点
固、轻便灵巧、抗干扰能力强,速度传感器可同时
3“测点
进行水平方向、轴向、径向的速度、频率和位移的
2测点
收稿日期:2011-1-10
作者简介:吴强(1984-),男(汉蕨),江西抚州人,广西华锡
集闭铜坑矿爆破工区副区长,从事采矿设计及管理工作。
图1测点布置图
2013年第2期
吴强等铜坑矿中深孔爆破震动衰减规律研究
1.2测试数据结果及参数
现场爆破震动测试结果和参数见表2、3
表2爆破震动測试数据
测试测点
主震频率/Hz
最大震速/mm·s-
合成速度
爆心距
次数
T
V
37.1
32.3
40,8
76.6
49.3
73
17.9
37.9
33.0
35.9
4.5
42.1
43
90.9
66.3
T、V、Lー分别表示爆破震动的加向、垂直和径向3个方向的分量。
表3燥破参数
Lnv=Lnk+alx Q
起爆单段最大炸药
燥破总药量炸药量
单耗
崩矿量
微差间
隔时间
参数
y=Lnv, 6=Lnk, a=a, u=1n(o13
/l
1200
401925-R),上式可表示为
ms
11.9
1100
11.9
该式称一元线性回归方程,a,b称回归系数
2500
474
y为自变量x的y回归值。该式在任一x都有y1
1750
0.34
17
2
=a+bx与之相对应(i=1,2,…n),回归值
9;与实测值y:之偏差d:=yー9;=yー(a+bax;)
2爆破震动衰减规律分析
表明了回归直线与实验值的符合程度。各偏差平方
值(考虑到偏差有正有负)之和最小时,回归直线
工程爆破中,国内常采用的预测爆破地震波传。与实验值的报合程度最好。
播衰减规律的模型为萨道夫斯基公式[3~的
令:
3
v=k
Q=∑d
∑d2=2[y:ー(a+bx;)]32
式中.-介质质点的震动速度,cm/s;R
其中y;,x是已知值,故Q为a和b的函数,
测点至爆心距,m;k、a一与爆破条件、岩土特为使Q值达极小,根据极值原理,只要将上式分
征等有关的系数
别对a,b求偏导数,并令其等于零,即可求出a,
结合现场爆破震动现场测试数据,基于最小二b值。
乘法数学原理,运用萨道夫斯基经验公式,通过线
通过 matlab编程实现线性回归推导,结合K
性回归确定k与a值,得到井下中深孔爆破地震波a经验值,编程计算时取1.3≤a≤2.0和1≤k≤
传播的一般规律。
1000。按照线形回归原理,a取值范围1.3~2.0,
对萨道夫斯基经验公式两边取对数,即:
采用步距为0.01的共71种方案,对于k的取值范