爆破震动对尾矿坝体安全影响监测与分析

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1、爆破震动对尾矿坝体安全影响监测与分析龚树峰1，2超1，2葛海源1，2森1，2李洪宝1，2建1，2陈王周(1．河北联合大学矿业工程学院;2．河北省矿业开发与安全技术实验室)摘要结合尾矿坝的结构特点，选择UBOX-5016型和DSVM-4C型爆破振动监测仪，对采场临近区域爆破震动参数衰减规律及对尾矿坝的影响进行了实时监测，分析了爆破震动对尾矿坝的不良影响，确定了最大合成振速和折合药量的关系，并建立了不同测试条件下的Q-Ｒ曲线，对相似条件下的工程爆破测试具有一定的参考价值。关键词爆破震动数值拟合Q-Ｒ关系内蒙古某露天铁矿为一采选联合企业，现有

2、超贫矿处理能力800万t/a，尾矿排放量1300万t/a，采场与周边设施距离均比较近，周边民房曾多次出现裂隙和玻璃破损，尾矿库与采场之间的山体亦出现滑坡现象。尾矿坝是矿山的重要安全设施，为避免露天开采爆破对其造成危害，需要对露天开采爆破进行振动监测分析，据此，调整爆破技术参数，控制每次爆破段装药量，消除或减少爆破震动危害及对尾矿坝的不良影响［1-3］。息。为保证数据的准确性和一致性，在正式爆破震动监测前，对两种测试仪器进行了交互标定［4-5］。图1UBOX-5016型测振仪和DSVM-4C型振动测试仪2．2爆破震动监测方案监测线布置在尾

3、矿坝坝脚一线。具体位置见图2。根据监测线地形条件和采场爆破点位置，将监测点布置在距离爆破位置最近，每条监测线选择5～10个监测点，并测量每个监测点的坐标，爆破监测时选择距离爆破中心最近的点［5］。1尾矿库概况尾矿库位于矿山选矿厂北侧200m山谷内，距离露天采场最近点100m。初期坝底海拔592m，坝顶海拔610m，为碾压均质黏土不透水坝体，坝高18m，顶宽13m，坝外坡坡比1∶2.5，内坡坡比1∶2.0。尾矿库分为两期，总库容为1956.56万m3，等级为三等。采用上游法筑坝，一期坝顶海拔650m，总高度为58m，总堆坝平均坡度小于1∶

4、7，局部堆坝坡度1∶4，容积为977.36万m3;二期坝顶海拔670m，堆坝高度20m，总高程为78m，容积为1956.56万m3，总堆坝平均坡度小于1∶7。尾矿库内构筑物由初期坝，回水、排洪系统，尾矿堆积坝，渗流观测系统，排渗系统，截、排水沟等组成。2尾矿坝监测图2监测线和矿区的空间位置关系监测结果及分析现场测试4个月，对52组露天采场爆破进行了2．1爆破震动监测仪器采用UBOX-5016爆破振动智能监测仪和DS-VM-4C型爆破振动测试仪(见图1)可获得测点处质点振动的位移、振动速度、加速度以及频率等参数信2．3实时监测，共得到尾矿

5、库测试数据163个。分析监测数据表明，临近尾矿坝一侧爆破震动强度较大，长期累积效应影响下，对坝体安全有不良影响，必须采取防护与控制措施。龚树峰(1973—)，男，副矿长，高级工程师，硕士研究生，063009河北省唐山市新华西道46号。144龚树峰陈超等:爆破震动对尾矿坝体安全影响监测与分析2014年9月第9期表1某矿山尾矿坝测点的v-Ｒ-Q关系2．3．1监测结果的初步分析利用统计学软件Eviews，采用最小二乘法对监测数据进行线性回归处理，得出监测点最大振动速度与折合药量的关系，见图3。各振速下的药量/kg距离Ｒ/m1．5cm/s2．0

6、cm/s3．0cm/s4．0cm/s5．0cm/s150．530．891．853．104．64201．262．124．397．3610．99304．267．1514．8124．8437．084010．1116．9535．1158．8787．905019．7433．1068．58114．98171．686034．1257．20118．50198．69296．667054．1890．83188．18315．51471．09图3监测点最大振速折合药量的关系通过对仪器观测记录数据的宏观分析，以及对最大振速-折合药量关系曲线拟合结果的分析可以看出

7、，数据拟合总体收敛性较好，数据点离散性较大主要是受到高程、测点土质和现场工程地质条件较为复杂的影响。8080．87135．59280．90470．97703．2090115．14193．05399．95670．571001．24100157．95264．82548．63919．861373．442．3．3爆破震动控制措施(1)采用合理微差间隔时间，保证爆破地震波不发生叠加，控制振动速度。有资料表明:微差间隔时间选50～100ms为宜。(2)采用合理的起爆顺序。多排微差爆破起爆顺序采用V形起爆和对角斜线起爆，实现分区干扰降振技术，可以达到

8、降振的目的。(3)调整局部开采参数。主要有局部调整开采顺序和调整抵抗线方向。爆破振动预测公式与Q-Ｒ关系的确定2．3．2对萨道夫斯基经验公式v=K(Q1/3/Ｒ)α两端取－lnv;X=－ln(Q1/3/Ｒ)