浅议露天矿爆破对边坡内巷道影响和应对措施

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1、浅议露天矿爆破对边坡内巷道影响和应对措施　　【摘要】在分析影响露天煤矿边坡体内巷道破坏的因素、爆破震动对巷道的影响特点及方式等的基础上，提出了降低露天矿爆破对边坡体内巷道影响的措施，对于露天采矿爆破具有一定的指导作用。【关键词】露天煤矿；爆破；边坡；巷道1影响露天煤矿边坡体内巷道破坏的因素1.1开拓布局开拓布局直接影响巷道的稳定性。受各种因素的影响，我国煤矿开采中的开拓布局各不相同，千差万别。不同的巷道布置方式和采掘时空关系，对各种巷道、硐室产生不同的影响结果；不同的巷道布置层位，在相同开采条件下，巷道产生的变形和破坏也不尽相同。开拓布局的影响主要表现在以下两

2、个方面：1.1.1巷道位置的选择巷道围岩性质是影响巷道稳定性的重要因素。巷道位置的确定原则之一，就是将主要岩巷布置在煤层底板的坚硬岩层中。然而，由于受煤层赋存条件和地质因素的影响和限制，为方便开采，一般将主要大巷和采区上下山布置在距煤层相对较近的底板岩层中，穿层位掘进巷道，围岩性质不稳定。71.1.2煤岩柱留设尺寸大小和巷道的密度开挖巷道破坏了围岩应力平衡状态，使围岩应力重新分布，并在巷道周边形成应力集中。若在应力集中区的影响范围内开掘巷道，会出现应力集中的相互影响，即产生应力叠加现象。在高应力状态下，应力值超过围岩自身强度时岩体失稳产生破坏，巷道产生有害变形

3、。在持续高应力作用下，由于围岩强度降低，产生朔性变形甚至流变，使原有的支护失效。1.2地质构造地质构造破坏了岩层的连续性和完整性，使局部区域和范围内的岩体裂隙发育，结构松散，有的甚至因导水而使岩层泥化，变得松散碎弱，显现软岩的基本特性。当在此类构造影响带开挖巷道时，极易使巷道产生变形。1.3深部地压随着开采深度的增加，以自重应力为主的地应力也随之增加。当自重应力增加到接近围岩强度时，就会引起围岩的破坏。另外巷道的支护形式、支护参数等的选择，也是影响巷道变形的因素。2爆破震动对巷道的影响特点及方式2.1爆破震动对巷道的影响方式7爆破震动对巷道的影响方式主要是爆破

4、产生的爆炸冲击波、应力波和弹性波等动载荷作用。爆破震动对巷道稳定性的影响，可用巷道壁面质点的振动参量（振速、位移、加速度、应力、应变和能量比等）来表示。当巷道壁面质点振动参量到达一定值时，该点岩石将会发生掉块，裂隙扩张等现象。由于露天矿爆破作业是经常性的、周期性的行为，对巷道及周围岩体来说是一个循环加载的过程，加上巷道开挖改变了原岩应力的平衡状态，随着煤、岩体中应力的重新分布，从而引起巷道和回采工作面周围煤岩体内形成一个与原岩应力场截然不同的新的应力场。在这种情况下，巷道就承受着露天矿爆破震动与巷道开挖所引起的等效静力的相互叠加作用，这两种作用相互激励，相互耦

5、合，放大了对原煤运输巷道的破坏作用。2.2爆破震动对巷道的影响特点爆破震动荷载不同于普通静荷载的特点：（1）爆破震动产生的超压是随着时间和距离变化的函数，而不是一个常量；（2）爆破震动传播过程中遇到不同声阻抗介质时，在界面上产生反射和应力场叠加，以及由于爆炸条件和岩石的地质条件两方面都包含着较多的复杂多变因素，要在理论上准确确定某一爆炸条件下地下洞室围岩的变形还存在一定难度，而它又涉及到地下工程的安全。73爆破对巷道稳定性影响程度的分类炸药在岩体中爆炸，形成破碎区、裂隙区和弹性区（图1）。巷道处于上述不同区域时，会产生不同的破坏作用和影响。按其影响程度，可分为

6、以下四类：（1）毁灭性破坏。当巷道处于爆破破碎区时，巷道被完全崩坍。（2）严重破坏。当巷道处于爆破裂隙区时，巷道围岩成巨形块体崩落，裂隙张开和错动，破坏了巷道的完整性。（3）中等破坏。当巷道处于靠近爆源的弹性区时，巷道靠向爆源一侧的顶、帮产生掉块、坍落，原有裂隙扩张或小量位移。（4）轻微破坏。当巷道处于弹性区的一定范围内，原巷道中已松动岩块可能被震动，原有裂隙则无明显变化。当巷道位于轻微破坏区域之外时可以认为是安全的，因此把爆破震动影响的轻微破坏范围以外的区域称为安全区域，而震源至轻微破坏区域的外部边界为安全距离。4爆破对不同类型巷道在不同岩性状态下的影响程度

7、前已述及，爆破震动对巷道稳定性的影响，可用巷道壁面质点的振动参量来表示。当巷道壁面质点振动参量到达一定值时，该处岩体将会发生掉块、裂隙扩张等现象。7目前，衡量与判定爆破对巷道稳定性的影响程度尚无统一指标，国内外多以巷道壁面质点垂直振动速度为判据，其经验公式为：式中：V—质点的最大振速，cm/s；Q—装药量，kg；R—质点距爆心的距离，m；K、A—与爆区地形、地质条件和爆破条件有关的参数。但K值更依赖于爆破条件的变化，A值主要取决于地形、地质条件的变化（K对岩石为30～70，平均为50，对土为150～250，平均为200，A取1～2之间的值）。爆破临空条件好，夹

8、制作用小，K值就小，反之K值大；地形平