山東金嶺鐵礦爆破地震響應(yīng)分析

山東金嶺礦區(qū)年產(chǎn)量40多萬(wàn)噸，主要通過分段采礦和開采階段采礦法進(jìn)行開采。礦房分段高度一般為12m,利用YGZ-90型鉆機(jī)鑿扇形中深孔,采用BQF-100型裝藥器以壓風(fēng)為動(dòng)力進(jìn)行裝藥,使用銨油炸藥爆破,一次崩礦步距為2.2～2.6m,爆破后礦石用鏟運(yùn)機(jī)和電機(jī)車共同倒運(yùn),利用斜井運(yùn)輸將礦石提出地表。目前鐵山分礦正在開采辛莊礦體,礦體標(biāo)高-120～-460m,地質(zhì)儲(chǔ)量536萬(wàn)t。由于此礦體埋藏較淺,地表存在大量的工業(yè)廠房,采礦過程中中深孔爆破振動(dòng)會(huì)影響機(jī)電設(shè)備和設(shè)施的正常運(yùn)轉(zhuǎn),此外爆破振動(dòng)對(duì)民房安全也會(huì)構(gòu)成威脅,因此應(yīng)采取必要的措施保障上述設(shè)施、設(shè)備及廠房、民房的安全。1爆破振動(dòng)速度的測(cè)定炸藥在巖土介質(zhì)中爆炸時(shí),爆炸能量在破碎、松動(dòng)和拋擲爆破介質(zhì)的同時(shí),還以地震波的形式向外傳播。在爆區(qū)范圍內(nèi),當(dāng)?shù)卣鸩◤?qiáng)度達(dá)到一定值時(shí),能引起地表建筑、設(shè)施和巖體的破壞。衡量爆破地震強(qiáng)度的物理量有質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度、振動(dòng)加速度、振動(dòng)位移、譜烈度和能量比等,目前廣泛應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度作為衡量爆破地震強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)證明與爆破振動(dòng)速度最密切的因素是質(zhì)點(diǎn)距離,在裝藥量相同的情況下,距離爆破點(diǎn)150m處測(cè)得的振動(dòng)速度與在110m處測(cè)定的振動(dòng)速度相比降低18.4%(表2)。薩道夫斯基公式:V=K(Q1/2R)α式中,V—質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度,cm/s;Q—同段起爆的最大藥量,kg;R—爆心距,m;α—地震波衰減系數(shù);K—介質(zhì)性質(zhì)系數(shù)。根據(jù)此公式,依據(jù)當(dāng)?shù)氐谋Ｗo(hù)對(duì)象等級(jí),確定出質(zhì)點(diǎn)的允許振動(dòng)速度,然后計(jì)算出爆破的最大分段藥量,在高校實(shí)驗(yàn)部門的配合下,確定準(zhǔn)確的爆破藥量。在現(xiàn)場(chǎng)工作中嚴(yán)格按照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行爆破施工,不得超藥量爆破(表1)。2延遲時(shí)間間隔實(shí)驗(yàn)微差爆破是相鄰或分組炮孔以毫秒級(jí)時(shí)間間隔起爆的一種控制爆破技術(shù)。由于微差爆破顯著地減小了單響藥量,使原來齊爆藥量在時(shí)間和空間上得以分散,因此它可以顯著地降低爆破地震效應(yīng),降低爆破危害。通過遲發(fā)時(shí)間Δt的計(jì)算和實(shí)驗(yàn),采用高精度分段間隔的導(dǎo)爆管系統(tǒng),延期時(shí)間控制在15～25ms(計(jì)算見下列公式)左右,實(shí)驗(yàn)分段藥量控制在150kg左右,同時(shí)控制總裝藥量在500kg左右,觀測(cè)得到下列數(shù)據(jù)(表2):Δt=(2～5)+W/C2式中,W—最小抵抗線,m;C2—裂隙擴(kuò)展速度,m/s,取100～150m/s。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,微差爆破在控制單響藥量和總裝藥量同時(shí),通過合理的延期時(shí)間間隔,可有效的降低爆破振動(dòng)速度,減輕爆破振動(dòng)危害。在距離和總藥量相同的情況下,分段藥量90kg時(shí)的振動(dòng)速度與藥量150kg時(shí)的速度相比可降低20%以上。3爆破方式選取要符合爆破能量利用率的要求地下采礦爆破時(shí),爆破有用功主要用來破碎礦石,部分能量消耗在爆破振動(dòng)和產(chǎn)生噪音等方面。破碎礦石時(shí),爆破振動(dòng)速度小,裂隙發(fā)展慢,爆破氣體作用時(shí)間長(zhǎng),能量利用率高,則地震波能量就小,引起的破壞相對(duì)小。爆破振動(dòng)速度與工作面所受的夾制程度有很大關(guān)系,爆破自由面多、寬、抵抗線小時(shí)其振動(dòng)速度就會(huì)小?，F(xiàn)場(chǎng)工作中,在穿爆設(shè)備和施工條件一定的情況下,采用V型爆破方式可滿足上述要求,同時(shí)盡量采用大孔底距小抵抗線爆破和孔底起爆爆破技術(shù),提高爆破能量利用率。實(shí)驗(yàn)證明V型布孔分段爆破與常規(guī)的矩形爆破相比,振動(dòng)速度可降低30%左右。4爆破安全的關(guān)鍵措施大量的工程實(shí)踐表明,控制爆破振動(dòng)及保證爆破安全的關(guān)鍵措施概括為“精心設(shè)計(jì)是基礎(chǔ),嚴(yán)格施工是關(guān)鍵,科學(xué)管理是保證”,施工與管理在工程爆破中占有重要的地位。4.1設(shè)計(jì)和指導(dǎo)設(shè)計(jì)和指導(dǎo)人員到現(xiàn)場(chǎng)參加、指導(dǎo)施工,針對(duì)施工中出現(xiàn)的新情況新問題,及時(shí)修改設(shè)計(jì),確保按設(shè)計(jì)施工。4.2強(qiáng)化施工質(zhì)量建立、健全并執(zhí)行各種規(guī)章制度,明確施工工序、操作細(xì)節(jié),提出安全和質(zhì)量要求;工作人員持證上崗,遵章作業(yè),工作中切實(shí)做到有章可循,有法可依;技術(shù)管理人員不定期深入現(xiàn)場(chǎng)檢查,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正。同時(shí)做好檢查驗(yàn)收工作,確保施工質(zhì)量,也是確保達(dá)到爆破效果的有效措施之一。5工等環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題的后果中深孔爆破是采礦過程中的關(guān)鍵工序,如果在