铜坑矿中深孔爆破震动衰减规律研究.doc

铜坑矿中深孔爆破震动衰减规律研究

吴强1，冯锐2，吴贤振3，李建辉1

（1.华锡集团铜坑矿;2.河南省冶金规划设计研究院;3.江西理工大学）

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震效应保障矿山安全生产具有重要意义。利用萨道夫斯基公式，运用MATLAB软件线性回归推导出了铜坑矿井下爆破震动波的衰减规律，为铜坑矿中深孔爆破设计提供了指导依据。研究成果可为类似矿山提供借鉴与参考。
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：文献标识码：A文章编号：

0引言
铜坑矿主要开采矿种为锡矿和铅锌矿，开采对象从上至下依次为细脉带、91号、92号矿体，三矿体立体重叠产出，上世纪80年代投产，现已完成上部细脉带矿体和91号矿体大部分矿石的回采工作，自2004年起，开始了对92号矿体的开采工作。92号矿体与上部两大矿体相比，矿体完整性差，较破碎，矿体的稳定性差；井下频繁生产爆破产生的震动及高围岩应力等综合因素作用对井下采空区、井下巷道、矿柱等地下结构造成严重危害，出现了冒顶、巷道片帮、矿柱垮塌等现象。为确保回采安全和地压管理，尽可能多的回收矿产资源必须严格控制爆破地震。因此，研究爆破地震波的传播规律，采取合理的控制方法来控制和降低爆破地震效应是目前矿山采矿作业过程中急需解决的问题，对铜坑矿的可持续发展具有重要意义。
1现场测试及数据
1.1测试方案
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号矿体矿柱群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BlastmateⅢ型振动监测仪（其主要性能参数见表1），该仪器结构坚固、轻便灵巧、抗干扰能力强，速度传感器能可同时进行水平方向、轴向、径向的速度、频率和位移的测量。测试时，将拾震器和噪声测试麦克风插入主机的相应插孔，即可形成整个测试系统[1,2]。
监测点布置遵循下列原则：
1)监测点应尽量与爆源保持在同一水平内，在爆破震动较大区域内布置较密的监测点；
2)考虑到本次监测在井下进行，为保证传感器和监测仪的安全，监测点应尽量避开破碎带和不稳固的顶板处，若现场条件特殊，需对监测仪实施覆盖保护；
3)监测点布置时，注意尽量避免各测点间存在采空区、巷道间隔。以免出现数据异常，条件容许，测点尽量布置在同一条巷道内；
4)测点应尽量布置在基岩上。避免井下碎石层影响测试数据的准确性。
现场测点布置见图1。

表1振动监测仪性能参数
仪器名称性能类别参数描述BlastMateⅢ型触发方式自动触发触发水平3-5mm/s监测方式连续监测方式采样率1024或2048标准采样率通频带2-300Hz速度误差＜0.1mm/s加速度误差＜0.0098m/s2位移误差＜0.001mm单个事件的记录时间5-7s

图1测点布置图

1.2测试数据结果
现场爆破震动测试结果和爆破参数见表2和表3。表2爆破震动测试数据表
测试
次数测点主震频率（Hz）最大震速(mm/s)合成
速度
(mm/s)爆心
距(m)
TVLTVL116437.143334437.144.151.8564577337.117.919.738.478.4657473431.21413.132.794.921513710032.340.872.676.649.3573473937.317.916.637.974.0664572827.614.912.728.290.8764578533.97.756.7334.192.13185433033.035.941.454.344.5657434736.726.320.842.169.7739646427.817.118.332.087.38851004723.615.424.428.879.34110010010040.643.951.261.641.46851003419.326.816.128.667747573915.09.148.6415.7898511005719.0171825.479.55A1474710046.751.166.577.160.8A237734348.387.540.390.949.5A310037435049.955.666.344.5A5643710042.863.910410964.2*注：表中T、V、L分别表示爆破振动的切向、垂直和径向三个方向的分量

表2爆破参数表
爆破参数
测试次数起爆总药量
(Kg)单段最大炸药量
(Kg)炸药单耗
(kg/t)每米崩矿量
(t/m)微差间隔时间
(ms)112004600.4911.925212504600.511.925311004600.511.925425004740.511.925517