如何降低露天矿爆破震动效应

摘要通过分析影响爆破震动的主要因素，总结了在进行露天矿爆破设计和施工时需要考虑的几个问题，综合应用这些方法后，可有效地降低爆破震动效应。

关键词降低；露天矿；爆破；震动效应

中图分类号：O741+.2 文献标识码：A 文章编号：

1引言

露天矿中的矿岩爆破一般都是中、深孔，大孔径的中爆破，孔深一般为15m以上，孔径一般为100mm以上一次中爆破的炸药量一般在五吨到十几吨。爆破时引起的地震动强度较大，控制不当会引起矿区周围建筑物和构筑物的破坏，给周围的居民生活带来较大的影响，激化矿地之间的矛盾，常常影响矿山的正常生产。笔者在多年的工作中，通过对多次爆破案例的分析，根据国内外的爆破理论，分析了影响爆破震动的因素，总结了几种爆破设计的方法，有效地降低了爆破震动效应。

2影响爆破震动的主要因素

炸药在破岩介质中起爆后，在瞬间产生了大量的高温、高压气体和冲击波作用矿岩上，一部分能量用于破碎矿岩，另外一部分能量以地震波和空气冲击波的形式传播，其中一部分能量以地震波的形式在破岩介质中传播，便产生了爆破震动。爆破震动的危害程度取决于爆破震动的强度、爆破震动的频率和爆破震动的持续时间。爆破震动的强度的大小对物体破坏程度起关键作用；爆破震动的频率与附近物体自震频经接近或一致时，会引起物体的剧烈震动，甚至导致破坏；爆破震动的持续时间的增加，加重了物体处于塑性变形时的破坏程度。爆破震动的强度可用经验公式V=(Q”／R)8估算“）。由此式可以看出爆破震动的强度与炸药量、测点距爆源的距离、地质地形条件和爆破方法等因素有关。

爆破震动的强度、爆破震动的频率和爆破震动的持续时间可以通过测震仪器测出。

3降低露天矿爆破震动效应的方法

通过对以上爆破震动主要因素的分析，可以采用以下方法降低露天矿爆破震动效应。

3．1 采用微差爆破技术

在总药量相同的条件下，采用微差爆破技术可以将同时起爆的一段药量减少至总药量的几分之-至几十分之一，这样可大大降低一段炸药爆破震动的强度，如果选择适当的微差问隔时间，就可避免各段爆破所形成的地震波主震相的互相叠加，降低总的爆破震动强度，微差起爆间隔时间可用公式At=kw(24一f)计算，当爆破震动的强度在安全范围以内，但处于弹塑性变化范围时，爆破震动的持续时间增长，同样可以不破坏周围建筑物和构筑物。在爆破设计施工时应尽可能地减少延期段数，减少瀑破震动的持续时间。如通常采用的排间微差起爆、排内微差起爆及逐孔爆破法。

3．2 选择合更理的爆破类型

在爆破设计时，应选择松动爆破和加强松动爆破，尽可能避免抛掷爆破，这是因为单位炸药消耗量过大，会产生强烈的震动和空气冲击波，单位炸药消耗量过低，则会造成矿岩松动破碎不良，大部分能量消耗在震动上。

3．3选择合理的最小抵抗线方向

由于在最小抵抗线方向，临空面与装药中心线之间的距离最短，介质质点受到的约束力最小，不仅裂隙易于发展，而且压缩应力波首先到达并发生反射，使介质进一步破裂残碎块，爆炸气体也易于钻进裂隙推动碎块分离，爆炸气体也从这个方向冲出，这样就使爆炸能量中有更多的一部分形成空气冲击波，而转化为地震波的能量相对减小，爆破震动的强度随之减弱。在最小抵抗线方向上，爆破震动的强度最小，反向最大，两侧居中。考虑到最小抵抗线方向的飞石飞散距离最大，爆破设计时，应使被保护物于最小抵抗线方向的两侧。

3．4 选择合理的传爆方向

在爆破设计时，将传爆方向背向被保护物体，这样距被保护物体较近的炮孔先起爆，距被保护物体较远的炮孔依次起爆，先起爆的炮孔将矿岩破碎后，破碎矿岩将阻碍后起爆的炮孔产生的地震波向被保护物体的传播，一定程度上降低了被保护物体处的爆破震动强度，从而使被保护物体所受的破坏减轻。

3．5 缩小孔网参数，调整装药结构

在距离被保护物体较近时，可采用适当缩小孔距、排距，改连续装药为分段装药，炮孔底部的装药先起爆，炮孔上部的装药后起爆，可大大地降低爆破震动的强度。这是因为缩小孔网参数后，将减少每一个炮孔的装药量；分段装药后，又将每一个炮孔的药量分成两部分以上，这样最大一段的起瀑药量将大大减少，且底部先起爆产生的破碎矿岩也阻碍了炮孔上部装药后爆产生的地震波向外传播。

3．6其他注意事项

在中、深孔爆破设计时，抵抗线过大，炮孔超深过大及不合理的起爆顺序也会将炸药起爆后产生的能量较多地转化为地震波能量，增大爆破震动的强度。

4结束语

在露天矿爆破设计与施工时，应时刻考虑到爆破震动对周围环境的影响。首先要减小爆破震动的强度，使之在安全范围之内；同时适当地考虑爆破震动的频率与被保护物体的自震频率的关系及爆破震动的持续时间。如能综合应用以上方法，可有效地降低爆破震动效应。

参考文献

[1] 中国力学学套工程爆破专业委员会编．爆破工程[M]．北京：冶金工业出版社，1992.

[2] 钮强．岩石爆破机理[M]．沈阳：东北工学院出版社，1990.