(内蒙古科技大学，内蒙古包头，014010)

摘要：本文主要介绍某露天煤矿为了减小爆破作业中产生的爆破振动给附近居民日常生活带来的影响，采用高精度导爆管雷管起爆网路，在不减少单次爆破总装药量的前提条件下，减小爆破振动，顺利完成生产爆破作业。

关键词：爆破振动；起爆网路；逐孔起爆

 

1工程概况

内蒙古鄂尔多斯市是我国的重要产煤地区之一，该地区拥有大量的露天煤矿。在露天煤矿的开采作业中，采用爆破方法剥离煤层上部岩石是必不可少的。在常年的生产爆破作业中，爆破振动等危害对周围建筑物造成一定的影响，使得村民与企业的关系紧张，在社会上产生了很强烈的影响，不仅损害了当地居民的利益，同时也严重影响了煤矿的正常生产秩序。为了保护矿山附近居民建筑不受爆破振动的影响，同时又能保证矿山正常进行生产，当地政府有关部门决定对某露天煤矿进行爆破测振研究，掌握矿山的爆破振动衰减规律，从而指导该露天煤矿的生产爆破。

通过本项目的实施，可以测出所测矿山的爆破振动的衰减规律和振动参数，然后根据测振数据分析出的振动参数和矿山周围建筑物的抗振能力来指导测振矿山的爆破设计，因此，对该露天煤矿进行爆破测振，警是对于保护四周村民利益，还是保证矿山的正常生产、发展地方

2爆破测振分析

要对爆破设计进行改进首先必须对原始设计进行测振分析，找出控制范围内最大单响药量，再进行设计优化。

2．1爆破参数

该矿原始爆破设计采用的是普通瞬发电雷管环形网路起爆方式，孔径100mm，孔网参数为4m×4m，孔深5m，超深0．5m，单孔装药量20kg。

考虑到现场能够展开测点的范围以及煤矿周围地形的情况，本次测振在距离爆点最近的民房布设了测点，各测点与爆源之距见表1。

 

2．2数据采集

测振采用TC-4850爆破振动自记仪，这是一款适合于爆破现场，对地震波及各种瞬态、随机信号进行采集、记录和分析的一种微型记录仪。

现场只需将自记仪直接放在预定测点上，与传感器连在一起，免去了烦琐的现场布线工作，待测点上的自记仪触发记录后，即可取回。

TC-4850爆破振动自记仪的特点是轻小、便携，自带传感器和电源，不需现场布线，操作简便，可多台、多测点独立工作，同步或异步触发，自动完成数据采集和存储。TC-4850爆破测振仪可以在现场没有电脑的情况下，通过按键和液晶显示屏快速设置参数，从而达到信号快速、准确采集的目的。同时，仪器可以在现场通过仪器本身的功能读出特征值，还能大致预览到已采集到的信号波形。仪器采用自适应量程，采集时无需做量程调整。时间可以单独设置，可根据实际需要设置采集时间。

本仪器使用分离式振动传感器，可对微小振动及超强振动进行测量。传感器是反映被测信号的关键设备，为保证真实反映被测对象的振动特征，除了传感器本身的性能指标满足要求外，传感器的安装、定位极其重要，传感器与测点必须牢固地结合在一起，否则在爆破振动时往往会导致传感器松动、滑动，造成相对运动寄生二次振动，使振动信号完全失真。为此，在测点附近寻找有坚硬岩石的平面位置，将传感器水平放置，用紧固螺钉固定于地面，传感器附近严禁随意走动，避免传感器位置发生变化。

2．3爆源

为了在测点获得振动波形，需要人为在采场设置爆源，考虑到要保证周围建筑物的安全，爆源药量从小到大逐渐增大。炸药采用多孔粒状铵油炸药，起爆药包用乳化炸药加工而成，为增加齐发爆破的药量精度，采用电雷管齐发起爆方法。炸药装入孔径100mm的浅孔中，孔深在 3～8m之间，保证堵塞长度以达爆破效果为松动爆破。

测振爆破药量的变化见表1。

 

2．4数据分析

经过一系列小药量的测振爆破和小型生产爆破，在测点获得了一系列的爆破振动波形图和数据，见表2。

 

根据上表收集的测振数据，利用萨道夫斯基公式，即

 

进行线性回归计算，得该露天矿爆破振动参数为k=149．86259，α=1．56751。

矿区内民居为单层砖房建筑，《爆破安全规程》规定“一般建筑物和构筑物的爆破地震安全性应满足安全振动速度的要求”，并规定了建(构)筑物地面质点振动速度控制标准，对于砖房、大型砌块及预制构件建筑物，基础质点最大允许速度为2～3cm／s。

结合民房具体情况，经过认真研究分折认为爆破振动引起的民房建筑物处的基础质点振动速度以不超过2cm／s为宜，此时振动烈度相当于4级偏下，也就是室内少数人和室外少数人有振动感觉。

由萨道夫斯基公式可得

 

取距离R=150m，v=2cm，k=149．86259，α=1．56751，得Q=871．5kg，即最大单响药量为871．5kg，这严格控制了单次爆破的总药量，影响了煤矿的生产开采效率。

3高精度导爆管逐孔起爆网络

如果继续采用原始爆破设计，爆破规模无法扩大，这对煤矿的生产带来极大的不便。为了增加爆破规模，减少爆破振动，采用澳瑞凯高精度导爆管起爆网路进行逐孔爆破。

3．1逐孔爆破机理    

逐孔爆破^[1]的基本原理就是在爆破过程中，借助高精度雷管的高精度准确延时，通过孔内雷管与地表雷管的合理时间组合，使炮孔由起爆点按顺序依次起爆，每个炮孔的起爆顺序都是相对独立的；当相邻炮孔的延期间隔选取合理时，相邻炮孔间的矿岩在移动过程中会发生相互碰撞挤压，使岩石进一步破碎，从而保证了比较好的爆破块度，利于铲装作业^[3]。“逐孔起爆”炮孔爆破动态过程如图l所示。

 

高精度导爆管的逐孔爆破与普通的排间微差爆破相比，实施逐孔起爆时，先爆炮孔为后爆炮孔创造了更多的自由面，爆破应力波反射充分，从而达到充分利用炸药能量的叠加作用，炸药用量最经济合理，产生的爆破作业振动也最小^[2]。

3．2逐孔爆破数据收集分析

经过一系列澳瑞凯高精度导爆管逐孔起爆实验爆破测振，在测点获得了一系列的爆破振动数据，见表3。

 

从表3可以看出在加大药量后爆破振动值并没有增加，关键原因在于严格控制了单响药量。

3．3高精度导爆管逐孔起爆网路的优势

高精度导爆管逐孔起爆网路和普通的排间微差爆破网路相比，有很多优势。

(1)延期时间搭配按岩性匹配，能方便实现“不同矿岩的大规模运孔降振、块度最佳要求的控制爆破”。

(2)雷管延期时间十分精确，杜绝隔断跳段的现象发生，从而保证真正实现大规模的逐孔起爆，有利于组织生产，减少设备移动，提高劳动生产效率。

（3）安全可靠，可最大限度杜绝盲炮的产生，连线简捷方便，提高生产的安全性，降低了工人的劳动强度。

（4）改善爆破效果，爆破块度好，大块率低，二次爆破量少，无根低或根底少，提高了铲装作业效率。

（5）逐孔起爆技术可以有效地降低爆破振动，与排间微差相比，降振幅度可达50%～60%，有效减少爆破振动对爆区周边居民和建筑的影响^[4]。

4结语

通过对该煤矿的一系列爆破振动测试，采用澳瑞凯高精度非电导爆管雷管逐孔起爆技术，解决了煤矿和居民产生纠纷的关键原因，爆破振动大幅度减少，达到了预期效果。

参考文献

[1]孟帆．浅谈逐孔起爆技术的爆破网路连接[J]．矿业工程，2010（2）：35～37．

[2]柳振宇，黄建新，张猛，王彦君．复杂爆区逐孔起爆技术应用[J]．有色金属（矿山部分），2010（3）：51～54．

[3]张志呈，熊文，吝曼卿．露天矿逐孔爆破技术的应用及效果[J]．爆破器材，2010（6）：21～25．

[4]张志呈，熊文，吝曼卿．浅谈逐孔起爆技术时间间隔的选取[J]．爆破，2011（2）：49～52，75．

摘自《中国爆破新进展》