ＩＳＳＮ１６７１—２９００ＣＮ４３一１３４７／ＴＤ采矿技术第１ｌ卷第５期ＭｉｎｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖ０１．１ｌ，Ｎｏ，５２０１１年９月Ｓｅｐ．２０１１中深孑Ｌ爆破震动效应对邻近建筑物的影响与安全控制李是良，邱进芬，李必红，吴克刚，任才清（国防科技大学指挥军官基础教育学院，湖南长沙４１００７３）摘要：以冷水江市一土石方爆破工程为例，介绍了施工过程中预防和控制爆破地震的技术措施，通过计算控制与监测校正，动态调整装药参数，严格控制单孔药量，并采取微差爆破、开挖减震孔及优选最小抵抗线方向等措施，有效降低了爆破震动效应的危害，确保了周围建筑及人员的安全，使石方工程提前顺利完工。关键词：中深孔爆破；爆破地震效应；微差爆破；减震孔；安全控制石。附近居民对爆破振动、爆破飞石及炮烟等爆破Ｏ引言危害的反映强烈，一度严重阻碍施工的正常进行。爆破技术是国民经济建设中的一项重要工程技术，发挥着越来越蘑要的作用。它能够大大加快土木工程建设的速度、节省施工成本，具有明显的经济效益。但由于爆破施工环境（地质和周围居民）的复杂性及理论的不成熟性，爆破引起的路堑边坡失稳、滑坡、建筑结构受损等灾害性事故时有发生。特别是爆破地震效应对周围建筑物造成的破坏现象，因其普遍性、难控制性易引起民事纠纷，受到社会和政府的普遍关注¨’２ｏ。爆破地震效应是由炸药的一小部分能量转换为地震波引起的。爆破震动具有震动幅值大、频率高、衰减快和持续时间短等特点，其强度和破坏效应随着爆心距的增加而减弱。爆破震动的发生与传播虽然时间很短，但如果控制措施不当，仍会使爆破区附近的建（构）筑物产生颠簸、摇晃、开裂、倒塌等破坏效应［３’４】。因此，必须加强对爆破地震效应的检测和控制，尽量减小爆破震动的危害，确保爆破区周围人民群众的生命财产安全。本文以某爆破工程为案２．１严格控制单子Ｌ药量研究表明，爆破震动强度与炸药量密切相关ｂ］。根据《爆破安全规程》（ＧＢ６７２２—２００３），确定周围建筑所允许的爆破地震安全峰值为２—３．０ｃｍ／ｓ，并结合内部装药、松动微差控制爆破的特点，由萨道夫斯基经验公式得到离爆源不同距离尺处起爆的最大药量为：ｑ。。＝Ｒ３（Ｖｍａｘ／Ｋ）“４（１）图１施工区域周围建筑物布局２爆破施工防震与减震措施例，介绍其爆破施工方案的防震与减震措施。１工程概况冷水江市城东生态移民安置一期土石方爆破工式中：秽。。——最大爆破振动速度；Ｑ。。——最大单段起爆装药量；Ｒ——爆点中心至被保护目标的距离；口——地震波衰减指数；Ｋ、ｏ值按表１选取怕Ｊ。表１不同类型岩石的Ｋ、ａ值岩石性质程，位于冷水江市生态园区道路ｔ程站前两路一标段桃树山。施工区域周围建筑物布局如图１所示。施工区域临近师范学校教学楼、大建煤矿家属住宅楼和城市街道，最近距离不足１０ｍ，现场环境复杂，地形落差大。场地极不平整，爆破岩体岩性主要为煤卜爆破方式、距离、地质条件有关的系数。Ｋ值。值１．３一Ｉ．５１．５—１．８岩石性质Ｋ值ｎ值１．８—２．０坚硬岩石５０一１５０软弱岩石２５０—３５０层页岩，硬度较大，抗压强度大约６０ＭＰａ，属于次坚中硬岩石１５０～２５０万方数据１８４采矿技术根据计算、测振与试爆结果，校正Ｋ值和ａ值，得出动态变化单孔装药量、分区域严格控制药量等结论。在距离居民楼或师范教学楼３０ｍ范围内，单孑Ｌ药量严格控制在５ｋｇ以下；３０—５０ｍ范围内，单孔药量控制在１２一１６ｋｇ；５０ｍ范围以外，单孔药量控制在３０ｋｇ以下。在实际施工过程中，要合理确定钻孔深度、灵活布置孔网参数，在距离居民楼或师范教学楼５０ｍ范围内，降低台阶爆破高度（即控制孔深），同时调整孔距（口）和排距（ｂ），使单孔药量严格控制在允许的范围内。２．２采用微差爆破技术国内爆破行业采用微差起爆技术降震已有多年历史，积累了许多成功经验，如大区微差爆破技术、等间隔微差爆破技术、孔内微差爆破技术等¨Ｊ。试验结果表明，在总装药量及其他条件相同的情况下，微差爆破比齐发爆破的振动速度可降低４０％～６０％…。微差爆破时间间隔应使各段别爆破地震波主震相不叠加，且时间间隔越大，减震效果越好。微差间隔时间可按式（２）计算：Ａｔ＝ＫＷｌ（２４一力（２）式中：△ｆ——微差间隔时间，ｍｓ；彤，——台阶底盘抵抗线，ｍ；．厂．岩石坚固性系数。Ｋ——岩石裂隙系数，裂隙少的岩石，Ｋ＝０．５；本工程中，综合考虑爆破区岩石地质类型及周围居民建筑结构特点，认为最佳微差爆破时间间隔最好大于１００ｍｓ—Ｊ。本项目施工过程中，为满足地震波既不叠加又可一次多爆破方量，还要确保爆破网络绝对安全的要求，设计采用Ｍｓ一５段（１１０ｍｓ）导爆管雷管和Ｈｓ一８段（３５００ｍｓ）导爆管雷管微差爆破，单次可爆破超过２０００ｍ３的石方。２．３预先开设减震孔截断地震波的传播路径也可以实现有效减震，通常在爆破源和被保护建筑物之间开挖一条一定深度和宽度的堑沟，其深度要超过被保护建筑物地基的深度。在爆源和被保护建筑物之间产生孔隙面，可作为阻挡爆破地震波的一道屏障，当地震波的传播到达此界面时，将发生反射，从而降低爆破震动的强度‘１０ｌ。由于本工程地质岩石属于硬度较大的煤层页万方数据岩，因此挖机机械开挖困难；且因为距离居民楼较近，预裂爆破时几十个炮孔同响所带来的震动效应较大，对建筑物有一定危害，因此，实际施工过程中采取钻减震孔的方案，如图２所示。在距离居民楼外围墙１０ｍ处垂直地面钻一排减震孑Ｌ，孔径１３０ｍｍ，孔深１０ｍ（低于居民楼地基），孔距３０ｃｍ，成直线排列。师范教学楼与爆破施工区之间原有一条宽约７ｍ、深至地基的开挖沟，可利用其作为减震沟。荷叶路图２减震孔布局２．４优选最小抵抗线方向根据最小抵抗线原理，在最小抵抗线平行方向上，介质质点受到的约束最小，岩石中容易生成裂缝，压缩应力波能够最先到达并且发生反射，使岩石介质裂缝增多，最终破裂成碎块；爆炸气体易于冲进最小抵抗线方向的岩石裂缝并最终推动碎石块沿着最小抵抗线方向抛出。因此，在最小抵抗线方向上，炸药爆炸剩余的能量大部分形成空气冲击波，少量转化为地震波，地震强度最弱；最小抵抗线相反方向爆破震动强度最大，两侧居中¨１｜。本工程施工过程中，从减震和控制飞石危害综合考虑，使被保护建筑物位于最小抵抗线的两侧位置上，如图３所示。在靠近居民楼一侧，串联网络炮孔一般分２排，按炮孔编号从小到大的顺序依次起爆。前后２排炮孔的最小抵抗线方向均朝向马路，这样就使居民楼处于最小抵抗线方向的两侧，尽量减小居民楼处的爆破震动强度。荷叶路图３炮孔分布３结果与讨论采用上述减震措施后，爆破地震效应带来的危李是良，等：中深孔爆破震动效应对邻近建筑物的影响与安全控制１８５害明显降低，实测震动数据见表２。其中测点１和通过计算控制、监测校正、动态调整装药参数、测点２是用来测试同一次爆破的振动数据，爆源位打减震孔、微差爆破等措施，有效降低了爆破震动效于靠近师范教学楼３０ｍ处，两测点分别位于师范教应对周围居民楼、师范教学楼及人员造成的危害，为学楼和居民楼地基处，如图１所示；测点３、４、５、６的化解阻工矛盾做出了重要贡献，使ｌｌ万ｍ３石方工位置如图３所示，测试同一次爆破的振动数据，测点程提前完成施工任务。３、４分别位于减震孔两侧距爆源相同距离处，两点参考文献：连线与减震孔连线基本垂直；测点５与测点６的布［１］林琪伟．爆破振动对房屋影响的评价与控制研究［Ｊ］．福建局类似于测点３和测点４的布局。建筑，２００９，１３６（１０）：８９—９０．［２］王新建．爆破振动公害及其控制研究［Ｊ］．公安大学学报（自表２中数据显示，１、２两测点处的垂直振动速然科学版），２００２，２９（３）：７６—７９．度都小于１．５ｃｍ／ｓ，水平振动速度均小于０．２［３］秫从谋，杨林德．深孔爆破震动对城市环境的危害及控制技ｃｍ／ｓ，且都随着距爆源距离的增大而减小。结果表术［Ｊ］．爆破，２００３。９（增）：８８—９０．明，通过采取综合减震措施，爆破震动效应明显［４］夏红兵，汪海波，宗琦．爆破震动效应控制技术综合分析减弱。［Ｊ］．工程爆破，２００７，１３（２）：８３—８６．［５］高尔新，杨仁树．爆破工程［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社．表２爆破震动测量结果１９９９．［６］ＧＢ６７２２－２００３．爆破安全规程【ｓ］．［７］邢光武，郑炳旭，魏晓林．延时起爆干扰减震爆破技术的发展与创新［Ｊ］．矿业研究与开发。２００９。２９（４）：９５—９７．［８］顾毅成．爆破工程施工与安全［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２００４．［９］方颜空，文永胜，顾亮业，等．浅析爆破地震波产生的原因及控制方法［Ｊ］．矿业工程，２００９，７（３）：３７—３９．［１０］方向，高振儒，李的林．等．降低爆破震动效应的几种方法［Ｊ］．爆破器材，２００３，２（３）：２２～２５．测点３、４、５、６处的数据显示，垂直振动速度都［１１］杜青，马秋，孙伟，等．爆破振动对露天矿边坡的影响及其防治［Ｊ］．云南冶金，２００８：３７（６）：１２—１５．小于１．５ｃｍ／ｓ，水平振动速度都小于０．１２ｃｍ／ｓ，且（收稿日期：２０１ｌ～０７—０６）减震孔一侧垂直方向的振动速度峰值比没有减震孔作者简介：李是良（１９７９一），男，博士，讲师，主要从事新型一侧的约降低１５％左右，说明减震孔具有一定的减火炸药研究和爆破工程的设计与施工，Ｅｍａｉｌ：ｓｌｎｕｄｔ２００３＠震效果。ｙａｈｏｏ．ｔｏｍ．ｃｎｏ湖北省危机矿山接替资源勘查工作收效Ｂ，ｑ显据湖北省国土资源厅网站报道，全国危机矿山接替资源找矿项目管理办公室会同湖北省厅储量评审中心组织有关专家在武汉对湖北省丰山铜矿、鸡笼山金矿两个危机矿山接替资源勘查项目进行了成果报告终审、储量报告及经费总结报告审查。经估算，新增资源储量为铜１２．７６万吨、金０．９４吨。其中３３３类以上资源储量为铜９．２６万吨，金０．２２吨。湖北省实施的ｌＯ个危机矿山接替资源勘查项目中，３个项目新增资源储量达到大型，４个达中型，其中铜绿山铜矿项目新增铜、金、铁资源储量均达中型规模，鸡冠咀金矿项目新增铜、金资源储量均达中型规模，扭转了上述矿山的危机状况。大冶铁矿、铜绿山铜矿、樟村坪磷矿等３个接替资源勘查项目相继被评为全国地质找矿年度十大成果之一。通过开展危机矿山接替资源找矿，湖北省新增资源储量为铜５９．９８万吨、铁矿石７５８４万吨、金４２．１３吨、磷矿石２．３５亿吨、石墨矿石１０８．０３万吨、银２１９．８６吨、硫铁矿２９９．１１万吨、白云岩１０．７亿吨，潜在经济价值超过１０００亿元，延长矿山服务年限１５年以上，稳定矿山就业１４５７８人，经济社会效益非常显著。国家和企业投入了２．７９亿元的找矿资金，投入产出比高达ｌ：３６０。万方数据