煤矿斜井掘进爆破振动对地表建筑物的影响研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:xi19870623
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随着经济建设快速发展,爆破技术在铁路、公路、矿山开采、城市建设和水利水电等工程中获得广泛应用,并且应用领域还在不断的扩展,已经渗透到国民经济建设的各个领域,成为不可或缺的重要施工手段之一。在工程爆破带来巨大经济效益的同时,爆破地震效应的危害亦日显突出,为人们所关注。本文以《榆树坡煤矿斜井掘进爆破震动监测与爆破震动控制技术》课题为研究对象,运用现场实测与数值模拟相结合的方法,详细分析了地下爆破振动对地表建筑物的影响,为既能保证地表建筑物不受损害又能让工期顺利按时完成提供技术依据。本文主要内容及结论如下:(1)采用UBOX-5016爆破振动智能监测仪对爆破掌子面前后地表质点振速进行监测,使用最小二乘法将实测数据进行回归分析得出:在掌子面后方已成洞区的振速衰减规律不符合萨道夫斯基公式拟合,预测结果不具有参考性;掌子面前方未成洞区的垂直衰减规律符合萨道夫斯基公式拟合,相关性较好,回归结果为K=75.86,α=1.141。衰减规律为:通过此式可以对工程进度的掌子面前方未成洞区地表的爆破地震波的振速进行预测。(2)采用小波包分析不同频率带所占能量百分率的变化趋势,发现10Hz以上的能量占总能量的比例平均都在95%以上,并主要集中在40-70Hz频带范围内,并且表明随着爆心距增加,低频段所占能量比例有所提高,高频段所占能量比例持续下降。总能量和各向能量衰减趋于一致,出现明显的三个区域。通过线性回归得到能量随距离的衰减方程:ET=13.843R-0.6463通过此式可以更全面表征能量随爆心距的衰减趋势,达到即时优化爆破参数的目的。(3)对掏槽孔爆破的过程在ANSYS/LS-DYNA软件环境下进行数值模拟,发现掌子面未成洞区的地表质点振速比已成洞区的地表质点振速要大,所以设计方案时要重点监测和防护掌子面后方的建(构)筑物。将模拟爆破地震波的振动及衰减规律与实测数据进行分析比对可得到其结论吻合、特性一致。由此可知研究中可以通过数值模拟的方法对实际工程爆破的地震波特性进行分析预测,以便指导实际的爆破施工工程。(4)模拟掏槽孔破碎效果,发现不仅峰值振速符合爆破安全规程要求,而且得到的爆破效果很好,说明采用复式掏槽微差爆破,将延期时间设为50ms是合理的。(5)最终,榆树坡煤矿斜井爆破掘进安全、按时的通过了污水处理厂。证明对爆破工程进行全程监测,细致分析所得数据,提出合理的爆破参数及方案,既能提高生产效率,又能确保周边建(构)筑物的安全。该方法可以为此类工程施工提供参考。
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