爆破地震效应

爆破地震效应

爆破地震效应是指在爆破过程中,由于炸药释放的能量引起的地震波传播引起的地表震动。这种效应通常会对周围的建筑物、道路和其他基础设施造成影响。

爆破地震效应的强度取决于爆破的规模和距离。爆破规模越大,爆破距离越近,则地震效应就越强。因此,在进行爆破作业时,必须采取一系列措施来减轻地震效应对周围环境的影响。

这些措施包括:选择合适的爆破方式和炸药类型、控制爆破规模和距离、在爆破前对周围环境进行充分的调查和评估、采取适当的隔离和防护措施等。

在进行大型爆破作业时,还需要进行实时监测和反馈控制,以确保爆破过程不会对周围环境造成过大的影响。此外,应根据当地法律法规和标准制定相应的爆破管理方案,确保爆破作业的安全和环保。

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爆破地震波及防护探析

爆破地震波及防护探析 1、引言 爆破地震波是爆炸能量引起爆区周围介质点相继沿其平衡位置发生振动而形成的地震波。尽管爆破地震波波压低、速度慢,其传播能量仅为爆炸总能量的很少部分,但由其所致周围建(构)筑物的毁伤效果却不容忽视,特别是其低频部分能量引起建(构)筑物所产生的共振,对建(构)筑物能产生致命的毁伤。目前对于爆破地震波的研究主要是在防护方面,目的是为了减小在工程实践中爆破地震的危害。炸药爆炸释放出来的能量以两种形式表现出来,一种是冲击波,另一种是爆炸气体。随着传播距离的增大,冲击波衰减为应力波和地震波,地震波引气的(近地表)地面振动称为地震动。当这种震动达到一定强度是,就会对爆区周围的建筑物造成一定的破坏。因此,很多爆破工作者正在进行不断地试验和研究,寻求有效地控制爆破震动的方法。 2 爆破地震波特性研究 2.1 爆破地震波的形成及分类 当炸药在岩体中爆炸时,一部分能量使炸药周围的介质引起扰动,并以波的形式向外传播。在爆破近区、中区传播的依次是冲击波、应力波,地震波由应力波在传播远区到达界面产生反射和折射叠加而形成,它包括在介质内部传播的体波和沿分层岩石层面传播的面波。体波具有周期短、振幅小、衰减快的特点;面波特点是周期长、振幅大、传播速度慢、衰减慢和携带的能量大。体积波特别是其中的P波能使岩石产生压缩和拉伸变形,它是爆破时造成岩石破裂的主要原因,其在爆破近区起主要作用;表面波特别是其中的R波,由于它的频率低、衰减慢、携带较多的能量,是造成地震破坏的主要原因,其在爆破远区起主要作用。 2.2 爆破地震波的传播特性及影响因素 由于爆源的复杂性,传播介质的物理力学特性和地形地貌的多变性,使得爆破地震波具有随时间作复杂变化的随机不可重复的特性。不同条件下的爆破所产生的震动波形是明显区别的,不但在震动幅值上变化复杂,而且波的频率和持续时间也与震源特性、爆心距、爆破规模和介质的不同显出明显的差异性。文献[2]指出爆破地震波富含各种频率成份,具有瞬态性、随机性和危害性的特征。在传

爆破有害效应

爆破有害效应 爆破有害效应包括爆破地震波、冲击波(地面或地下;空气或水中)、各别飞石、毒气或噪音等。这些效应都随距爆源距离的增加而有规律地减弱,但由于各种效应所占炸药爆炸能量的比重 不同,能量的衰减规律也不相同,同时不同的效应对保护对象的 破坏作用不同,所以在规定安全距离时,应依据各种效应分别核 定最小安全距离,然后取它们的最大值作为爆破的警戒范围。 第一节爆破地震波 当炸药包在岩石中爆炸时,邻近药包四周的岩石遭受到冲 击波和爆炸生成的高压气体的猛烈冲击而产生压碎圈和破坏圈的 非弹性变化过程。当应力波通过破碎圈后,由于应力波的强度迅 速衰减,它再也不能引起岩石破裂,而只能引起岩石质点产生扰动,这种扰动以地震波的形式往外传播,形成地动波。引起岩石 震动的部分能量,占炸药爆炸时释放总能量的小部分,在岩石中 约占2%~6%,在土中约占2%~3%,湿土中约占5%~6%。 爆破产生的震动作用有可能引起土岩和建筑(构)物的破坏。为了衡量爆破震动的强度,目前国内外用震速作为判别标准。当 被保护对象受到爆破震动作用而不产生任何破坏(抹灰掉落开裂

等)的峰值震动速度称为安全震动速度。通常安全震动速度以被保护物临界破坏速度除以一定的安全系数来求得。 爆破引起的地震波速度通常采纳下述的经验公式计算: 式中:Q炸药量,kg;齐发爆破取总药量,秒差爆破取最大一段的药量; R从爆源中心到被保护物的距离,m; K、a系数,通过试验确定,也可以参照类似的条件下爆破的实测数据来选取或参照爆破安全规程(表6—1)选取。 目前,我国对各种建、构筑物所同意的安全震动速度规定如下: (1)土窑洞、土坯房、毛石房屋为1.0cm/s; (2)一般砖房、大型砌块及预制构件房屋为2~3cm/s; (3)钢筋混凝土框架房屋和修健优良的木房为5.0cm/s; (4)水工隧洞为10cm/s; (5)地下巷道:岩石不稳定但有优良的支护为10cm/s;岩石中等稳定有优良的支护为20cm/s;岩石坚硬稳定,无支护为30cm/s。 表6—1 爆区不同岩石的K、a值

爆破地震

爆破地震 地震学用震级和烈度来衡量地震的大小。 (1)震级 震级也称地震强度,用以说明某次地震本身的大小。它是直接根据地震释放出来的能量大小确定的。用一种特定类型的、放大率为2800倍的地震仪,在距震中100km处,记录图上量得最大振幅值(以1/1000mm计)的普通对数值,称为震级。例如,最大振幅为0.001mm时,震级为“0”级;最大振幅值为1mm时,震级为“3”级;最大振幅值为1m时,震级为“6”级。 地震震级的能量可用爆炸能量来说明。在坚硬岩石(如花岗岩)中,用2~3×106kg炸药爆炸,相当于一个4级地震。一个8级地震的功率大约相当于100万人口城市的发电厂在20~30年内所发出电力的总和。由此可见,虽然地震仅仅发生于瞬时的变化,但地震释放出来的能量却是巨大的。 (2)烈度 烈度是指某一地震在具体地点引起振动的强度标准,它标志着地震对当地的实际影响,作为工程建筑抗震设计的依据。烈度不是根据地震仪器测定的。判断烈度大小是根据人们的感觉、家具及物品振动情况、房屋及建筑物受破坏的情况,以及地面出现的崩陷、地裂等现象综合考虑后确定的。因此,地震烈度只能是一种定性的相对数量概念,且有一定的空间分布关系。 必须指出:地震震级与地震烈度是两个不同的概念,不可混淆。如把地震比作装药爆炸,那么,装药量就相当于地震震级,而装药在爆炸时的破坏作用则是地震烈度。一个地震只有一个震级,但在不同地区可以有不同的烈度,因为在一个地震区域内,不同部位的破坏程度是不同的。在地底下发生地震的地方,叫震源。地面上与震源相对处,叫震中。显然,震中区的烈度(叫震中烈度)就比其他地方的大。所以震中烈度就是最大烈度,用以表示该次地震的破坏程度。 天然地震烈度表

爆破地震作用的沟槽效应

爆破地震作用的沟槽效应 引言 地震波在传播过程中遇到具有一定深度的沟槽(或预裂缝)时,将受到阻碍作用,沟槽以后的震动强度减小。这种沟槽隔震原理被广泛应用于露天边坡的预裂爆破和基础拆除爆破开挖防震沟等降震设计。然而,除了众所周知的地震波传播到沟槽坡面上因反射而具有隔震作用外,沟槽对地震波的传播还有无其它效应?对此,人们至今尚未作深入研究。本文通过土介质中爆破地震作用的沟槽效应测试,得到爆破地震波经过沟槽时质点振动规律具有分区特性的结论,并对爆破震 动作用的沟槽效应机理进行了深入研究,深化了对沟槽隔震作用机理的认识。2 爆破地震沟槽效应的测试 影响爆破地震的因素很多。为了避免节理、裂隙、岩层等各种地质条件对爆破地震波传播的影响,突出沟槽对爆破地震波传播的动力响应,试验选在均质黄土中进行,孔径40mm,孔深70cm,采用2号岩石铵梯炸药,单孔药量150g,堵塞长度56cm,8号电雷管起爆。 测试系统采用CD-1型磁电式速度传感器拾震,GZ-2型测振仪放大,SC-16型光线示波器记录波形。 为了对比,在同等条件下进行无沟槽和有沟槽的爆破震动测试。测点布置见图1(a)和图1(b)所示。 图1 爆破地震沟槽效应测点布置、R~V 拟合曲线及爆破震动作用分区 (a)无沟槽时的测点布置;

(b)有沟槽时的测点布置及爆破震动作用分区; (c)爆破震动衰减情况的R~V拟合曲线 .—没有沟槽或不受沟槽影响的测量值; ×—受沟槽影响的测量值; -—不受沟槽影响的R~V拟合曲线(实线部分); …—受沟槽影响的R~V拟合曲线(虚线部分) 对于有沟槽的地震效应测试,在爆破前,由人工挖掘沟槽一个。为了较好地反映沟槽的隔震效果,设计沟槽深度为1m(大于爆源深度),沟槽长度7m(使地震波经过55°以上的绕射角才能到达沟槽以后的各测点),沟槽底宽0.8m,沟口宽1m,沟槽与爆破地震波传播方向垂直。 测点相对于爆源布置成测线,测线垂直于沟槽,测点分布于沟槽两边,沟槽近区加密布点,沟槽底部和两壁也布置了测点。实测数据列于表1。 表1 爆破震动沟槽效应测试 3 测试结果分析 由测试结果可见,爆破地震波经过沟槽时具有复杂的动力响应作用。 除了目前人们熟知的沟槽隔震作用以外,还有以下特点: (1)沟槽边缘的质点振动强度具有放大效应。爆破地震波传播到沟槽 边缘时,震动强 度增加。地震波经过沟槽后,沟槽对面的V区的边缘部分地震强度不是 衰减,而是放大。这与目前人们的认识不一致。 (2)沟槽底部的地震波具有体波的特征。当沟槽宽度不大时,沟槽底 部的地震波形具有体波的特征:振幅小,频率高。 (3)爆破地震沟槽效应具有分区特性。由于存在沟槽效应,不同区段 地震波变化规律不同。根据测试结果,拟合出具有沟槽效应的地面质点

爆破地震累积效应理论和应用初步研究

爆破地震累积效应理论和应用初步研究 本文首先从爆破地震波的传播规律与作用机理、爆破地震的预测与预报和爆破震动安全判据与爆破震动控制三个方面论述了爆破震动效应的研究现状,接着阐述了爆破震动累积效应研究的前期前提性研究工作,分析了爆破震动效应研究的不足和对将来研究工作的展望,指出在不断深入探讨与完善爆破地震安全判据的同时,也意味着从不同角度来探讨和研究爆破地震效应理论的必要性。从而提出主要针对地下工程开挖推进式重复爆破作业和矿山开采生产循环爆破作业进行爆破震动累积效应研究的创造性概念。在全面分析爆破地震波的特征和岩体动态力学性质的基础上,阐述了爆破地震波的传播、能量、频幅与危害特征,指出爆破地震波具有非重复性与不可预见性、频谱的丰富性与集中性、危害的隐藏性与不可估量性以及传播特性方面的可变性与多样性。同时指出在爆破地震波动载荷作用下,岩石与岩体均会产生损伤累积。 从地面与地下建(构)筑物所受的影响和地层本身的影响两方面全面阐述分析了爆破震动累积效应现象,理论和试验分析论证了爆破震动累积效应的存在,研究指出围岩介质体的爆破震动累积效应主要体现地两个方面:围岩介质性质的劣化,即破坏性效应,和介质性质的强化,即局部介质强度指标的强化调整。在断裂力学与损伤力学理论框架下,论述了爆破震动累积作用机理,其基本框架是,介质中原有的不连续结构面(体)系列缺陷在爆破地震波的动载荷作用下,因微裂纹的发生与扩展形成宏观裂纹,宏观裂纹的贯通,则造成介质的开裂,以及岩体介质中不连续结构面(体)的扩展,和其它缺陷的再产生、扩展等。因此节理裂隙等岩体中不连续面(体)的动载荷累积效应尤其显著。同时提出爆破震动累积作用机理包括单一震动波的作用机理和多个爆破震动波作用机理。 单波机理是指单一的爆破地震波的累积作用机理,即前一时刻爆破地震波对介质体的作用通过改变介质的物理、力学性质和状态参与后续爆破地震波对介质体的作用。多波机理指多个相互独立的爆破地震波对介质材料和结构体累积作用机理,机理框架是按照记忆效应原理,介质材料的破坏效应遵循小范围屈服原理,介质材料的记忆状态不管是在微观还是宏观上均遵循阶跃效应的机制,状态与状态间的动态累积,或发生阶跃变化,或保持在原来状态不变。阐述了爆破震动累积效应的两种方式:阶跃效应与记忆效应。探讨性分析了不协调破坏(能量

爆破地震波、水下爆破计算公式

爆破地震波诫计算公式 一、爆破安全规程: 1、爆破安全允许距离:R=(K/V)1/α·Q1/3 2、爆破安全震速:V=K(Q1/3/R)α 3、最大起爆药量:Qmax= R3(V/K)3/α 二、冯叔瑜教授公式:V=K K’(Q1/3/R)α K’=0.2 ~0.3 其它按爆破安全规程取 三、《特种爆破技术》安全与防护 ㈠爆破震动 ⑴质点振动速度V=K K’(Q1/3/R)α K’=0.2 ~0.3 其它按爆破安全规程取 ㈡塌落震动P35表2-4秦皇岛拆除爆破的振动观测数据:在24-120米以内:塌落震动/爆破震动=5.8~3.4倍 即塌落震动=(5.8~3.4)×爆破震动 ㈢检验最大安全装药量: Qmax= R3(V/K K’)3/α ㈣空气冲击波 一般认为,冲击波的压力下降到180dB时便变成声压。

水下爆破 一、水下爆破地震波计算公式: 1、上海地震局经验公式:V=94(Q1/3/R)0.84 2、《工程爆破实用手册》P445 ⑴水下裸露爆破——炸礁 装药总量Q= K V V—礁石总体积m3, K—取5-10kg/ m3, ⑵水下殉爆和拒爆的预防: 殉爆距离:φ25mm,35%的胶质炸药在45-60cm距离内可殉爆; 同种炸药:间距2m偶尔殉爆; ⑶水下爆破地震效应公式: α V=K(Q1/3/R) ⑷水中冲击波及涌浪 水中冲击波安全距离(水深不大于30米) Q≤1000kg时水中冲击波安全距离米

Q≥1000kg时按下式计算安全距离(水深不超过30米) 1/3 ⑸水深大于30米时,按库尔公式计算水中冲击波超压峰值:库尔公式:P S=53.3(Q1/3/R)1.13 , [MPa] 柯克伍德公式:P S=52.7(Q1/3/R) , [MPa]

浅谈爆破振动效应监测试验重要性

《浅谈爆破振动效应监测试验重要性》 方案。2)现场布置测点,获得现场数据。3)对爆破振动监测结果进行数据处理,获得振动的最大振幅、质点振动速度、主振频率等爆破参数。4)根据测试数据,结合有关规定,分析 施工爆破振动的影响情况。 1 爆破振动效应现场监测试验实例 1.1 爆区环境、地质概况 某隧洞过长冲河浅埋段线路调整段长约为943.702m,隧洞坡降为1/2151,隧洞开挖断面尺 寸为5.4m×5.8m。隧洞轴线仅穿越一户的围墙,隧洞轴线60m 宽度范围内有5 户居民,线 路在桩号GB0+492.396~+641.208m 段暂定段为该段隧洞施工的风险控制段。由于该隧洞 地质条件复杂,可供施工面积小,存在巨大的施工风险。 1.2 测点布置 ①按照爆破设计单位设计要求(施工单位爆破设计)和国家安全爆破规程的要求,本次测试区域暂定为以隧洞掌子面为爆心半径50 m内的地表圆形区域。涵盖受震动影响的民居和其他建筑物。每个测点均为三向(垂向,水平径向,水平切向)。现场实施过程中可根据需要扩大监测半径以及监测区域和选择监测对象。 ②通过现场条件和爆破振动监测的要求,每一个测点上放置一台TC-4850爆破测振仪和一只 三轴向速度传感器(TT-3A系列三轴向电磁式振动传感器和ZCC-202型速度传感器)。传感器托盘采用石膏粉固定于预先筑好的平台上(土壤则将仪器埋入土层)。三向测点上使用的水平传感器方向与垂直向垂直。为了得到准确的数据和保护设备的安全,每个测点上的设备全部使用保护罩盖住。 ③振动速度测量系统由传感器、记录仪和笔记本电脑组成。首先选用适宜的记录仪记录振动信号,然后用传感器将信号转换成数字量存储起来,最后用计算机将转换后的信息进行波形显示、数据分析、结果输出。 1.3 爆破振动效应检测结果及分析 1.3.1 测试现场概况

露天矿山爆破振动效应产生的危害及预防

露天矿山爆破振动效应产生的危害及预防 本文从爆破振动的破坏途径与方式入手,简要分析了爆破振动危害机理,提出了减小爆破振动危害的措施。通过遵义恒聚矿山爆破实例,验证了减小爆破振动危害的预防措施。 标签:爆破振动;原理;危害;措施 在工程爆破中,利用炸药可达到各种工程目的,如矿山开采、土石方爆破开挖、控制爆破、定向爆破等。随着爆破工程技术的广泛应用,人们越来越多地关注爆破振动对爆区周边环境及建筑物造成的不利影响,矛盾越发突出。长期以来,国内外研究人员对爆破振动的相关问题进行了大量的实践的研究。 1.爆破振动的破坏途径与方式 1)振动破坏:振动破坏取决于爆破振动的特性和建筑物的抗震性能,建筑物受到振动的影响主要表现为墙皮剥落、墙壁龟裂、地板裂缝、基础变形或下沉倒塌。 2)非振动破坏:主要是指与地基状况相关的建筑物的破坏,由于爆破振动的影响,在一定的场地条件下,可能会导致地基土液化,承载力大幅下降,使软弱地基下的基础发生不均匀沉降和开裂。 2.爆破振动危害机制分析 爆破地震波包括体积波和表面波,其中体积波由纵波和横波组成,表面波主要是瑞利波(R波),爆破过程中造成振动破坏的主要原因是面波的作用。大量资料表明,爆破振动的强度与质点振速大小相关,且振速与岩土性质有较稳定的关系,质点振动速度和振动波所携带的能量及所产生的地应力相关联并和结构物的内应力建立关系,所以一般采用质点振动速度峰值作为衡量爆破振动强度的大小指标。 1)如果把介质质点振动看作是简谐运动,其振动速度为: V=2PAf 式中:V-质点振动速度m/s; A-质点振动幅值m; f-质点振动频率HZ; 2)极限条件下应力与质点振动速度的关系为:

关于露天矿山深孔爆破振动效应测试与分析

关于露天矿山深孔爆破振动效应测试与 分析 摘要:本文对露天矿山深孔爆破振动进行研究,首先对露天矿山深孔爆破振 动效应进行分析,随后对影响振动效果的因素进行分析,提出了对应的措施,以 对爆破振动进行合理控制,这不仅有助于降低爆破振动造成的不良影响,哈能提 高矿山开采效率,为开采工作的顺利进行奠定基础。 关键词:露天矿山;爆破;振动效应 爆破是矿山作业中必不可少的环节,且从实际的矿山开采现状来看,爆破环 节具有次数多、规模大、震动时间长等特点,使得此过程带有较高的风险性。同时,剧烈的振动现象也会在一定程度上加剧地质灾害问题的影响,这使得工作人 员需在爆破前对其振动效应进行测试,并对测试结果进行分析,从而对爆破环节 进行合理管控,以免出现安全事故。 1 露天矿山深孔爆破振动效应分析 在矿山爆破作业中,检测人员需先对振动数据进行准确收集,再利用萨道夫 斯基公式对其进行分析,从而实现对现场振动效果的合理监测。该公式内容为。随后,检测人员还可以对该公式进行变形,如令P等于,即可得 。 基于此,测试人员可以将数据输入该公式中,即可得到K与a的回归数值, 最终得出爆破振动衰减公式。随后,其再利用将相关参数输入该公式中,就能够 确定本次爆破工程所需的药量。而在对现场进行频谱分析时,监测人员也可以将 公式计算结果与现场监测数值进行对比分析,从而确定爆破助阵频率范围[1]。另外,根据现场检测与数据计算结果可得,Z方向振动速度对爆破振动的影响最大,使得现场管理人员应当在具体施工中对Z方向的振动速度加强管控。此外,为保 障振动效应测试方法的准确性,检测人员还可以采用对比分析法,通过计算机软

件构建爆破峰值的神经网络模型。经试验发现,通过对该模型进行分析,同样可以得出所需的数值,且基于该模型得出的预算结果,在精准度上要高于通过公式计算得来的结果。但是,在应用该方式进行分析时,需对现场监测这一环节加以重视,保证监测结果的准确性,并在后续参数输入环节进行监督,避免有输入错误的问题。 2 影响矿山爆炸效果的因素 2.1 炸药的类型 对爆破作业而言,炸药属性直接决定了介质冲击波的压力。具体而言,当爆炸冲击力在岩石的抗压强度10倍以上时,地震波在地层中的传输会出现大量损耗,使其随着传输过程的推进而不断衰减[2]。同时,根据相关实验结果可得,若炸药的波阻抗值与岩石接近,就会提高爆炸能量的利用率,进而也能引发更强烈的振动现象。因此,当实际的矿山爆破中,若对岩体振动的要求较高,则需选择与岩体波阻抗差距较大的炸药类型。 2.2 炮孔的直径 从以往的爆破作业经验来看,炮孔直径也会对实际的振动强度造成影响。同时,对实际的爆破过程,即便工作人员在炮孔中添加了相同的药量,其实际振动效果也会在场地系数等指标的影响下不断衰减,进而给后续的开采工作带来不良影响。另外,需要注意的是,振动衰减效率会随着炮孔直径的减小而加快。但当炮孔直径增大时,振动强度也会得到提升。此外,工作人员还需结合实际需要炸药用量进行合理调整,避免对爆破作业的进行造成影响。 2.3 爆破的段数 爆破段数对地震波的延时长度、微差时间等因素有着较大的影响,若工作人员在具体的爆炸过程中能够对微差间隔时间进行合理调整,就会使不同时间产生的爆炸地震波相互错开,这是对地震效应幅值加强控制的主要方式[3]。通过实验表明,微差爆破地应用能够使振动速度相比普通爆破降低30%~50%左右。此外,

爆破有害效应及预防措施

爆破有害效应及预防措施 摘要:实爆作业组织难度大、危险系数高,爆破所产生的有害效应目前还难 以避免。本文主要结合了民用爆炸中存在有害效应,提出了控制及预防措施,有 利于降低实爆作业中的各种危险和还有因素,提高爆破训练和施工的安全性。 关键词:爆破;有害效应;预防措施 一、爆破振动 爆破振动是指爆破引起传播介质沿其平衡位置作直线或曲线反复运动的过程,是衡量爆破地震强度大小的物理量。 (一)爆破振动的产生及特征 爆破振动在产生和传播过程中,主要受爆源(包括炸药量大小、炸药种类、 药包形状、自由面数量、爆破方法等)、离爆源的距离、爆破振动传播区域额地 质地形条件的影响。 爆破振动具有以下特征: 1.爆破振动持续时间短:一般一次振动只有几十毫秒至几百毫秒。 2.爆破振动频率高:一般主振频率在5-500Hz,不易引起建筑物共振破坏, 破坏性相对较弱,破坏性相对较弱。 3.爆破振动主振频率受爆破类型影响大:一般爆破规模越大,其主振频率越低。 4.爆破振动主振频率还与传播介质特性有关 5.在分段延时爆破中,爆破振动持续时间较单次齐发爆破长。 (二)爆破振动强度的衡量标准

在实施爆破作用时,如何确定爆区附近建筑物地基受到爆破振动的影响,当前我国采用振动速度作为衡量爆破振动强度的标准。 V=K(Q1/3/R)α 式中: V—爆破振动速度,cm/s; Q—炸药量,齐发爆破取总炸药量,延期爆破时取最大一次炸药量,kg; R—从建(构)筑物到爆破中心的距离,m; K—与地震波传播地段岩土特性的有关参数; α—地震波衰减指数。 (三)爆破振动的预防与控制 随着军事目标爆破和民用地方工程的大规模开展,爆破作业地点日趋临近居民区及工农业设施,为了避免爆区附近建筑物及其里面的精密仪表、设备受到爆破振动损坏,对爆数振动有害效应的预防与控制是必不可少的。综合大量爆破实践,可以选用延迟爆破、预裂爆破、不耦合爆破、缓冲爆破、适当加大预拆除部位等措施和方法控制和减弱爆破振动有害效应。 二、爆破冲击波 爆破冲击波是指冲击波波阵面与介质之间的压差,在距离爆源的不同范围,其作用效果大不相同。冲击波超压随着距离增大而衰减,冲击波的杀伤作用主要是由冲击波超压和冲击波作用时间来决定的。在邻近爆源处,爆炸冲击波可引起爆炸材料的爆轰或燃烧;而在稍远的地方,爆炸冲击波对人员具有杀伤力,对建(构)筑物、设备也可造成破坏。由于传播介质不同,爆炸冲击波可分为空气冲击波和水中冲击波。 (一)爆炸冲击波的产生与破坏特征

探讨建筑结构爆破震动效应及安全

探讨建筑结构爆破震动效应及安全 伴随科学技术的发展,现代社会不断进步,人类通过炸药的研究与应用渐渐掌握到了爆破技术,并且通过它可以顺利的在很小的投资中实现对于旧物或可改造物的拆除,其效率之高有目共睹,但是,由于其技术复杂,产生的震动效应较大,而且在安全方面虽然有着明显的优势,然而在整个的波动中还是可以看出其中潜在的可破坏性因素。 一、概述 从全世界范围来看,爆破技术的发展大大兴于二十世纪后半叶的冷战时期,而且当时的美国与苏联两国都在很大程度上进行了各种较为系统的观测与研究,从我国来看,主要是在建国后十年左右开启了相关的技术应用与研究,而且取得了较好的成果。 二、爆破地震安全判据及控制标准 原苏联:指导爆破工程的判据是,地面峰值振动速度,控制标准为安全距离。 西方国家(美国):振动能量比作为安全判据,其经历过峰值振速、振动加速两个时期。 1971年标准为统一以峰值震速作为安全控制标准并指导爆破工程。 中国:以苏联为首并进行了改进,原因是单一峰值振速科学度不够,因此产生了意见分歧。 一路走来,时代在发展,各种关于爆破安全判据与控制标准也发生了较大的变迁,而且越来越全面。所以,本文以1979年,我国的近200条大爆破地震时程曲线,经快速富利安分析获得了两条分别适用于爆破近区与中远区的爆破设计反应谱曲线,并提出了建筑结构拟静力分析法。 三、波参变量及荷载特性分析 现代爆破理论表明:随着等量炸药的相对埋深减小,即f(W/Q1/3)变小时,炸药化学能转化为力能、热能的比例发生改变,从而会达到影响各项效应。反过来,埋深增加时,也会出现松动爆破、封闭性内部爆破。 1、爆破地震参数分析

降低爆破地震波危害效应的技术措施

降低爆破地震波危害效应的技术措施 谌向阳 【期刊名称】《水泥工程》 【年(卷),期】2012(000)005 【总页数】1页(P90) 【作者】谌向阳 【作者单位】南京中联水泥有限公司矿山部,江苏南京211123 【正文语种】中文 【中图分类】TQ172 我公司石灰石矿山是一座年产石灰石400万t的大型山坡露天矿山,石灰石以中厚层状岩层为主。该矿山位于南京江宁区境内,矿区东邻原青龙山煤矿,西到山涧林场,南与南京中联水泥有限公司矿山部相连,北到藏龙埝水库;矿区南北长530m,东西宽230m。矿山采区及周边地区情况为:东侧有民房六家,离爆破点最近约200m;另南侧距公司矿山部办公室300m,西侧为林区,东北角与部队相距400m,爆破条件一般。矿山现已削顶并剥离成150,135,120m三个采区工作平台,台段高度15m。矿山开采实施的是从上而下的分层开拓开采方法,用 Φ115mm潜孔钻机穿孔,原先爆破网路为非电导爆系统、孔内排间毫秒微差,最大单响药量500 kg,每次爆破总药量不超过50t。爆破后矿山东侧居民反映爆破地震波过大,影响他们的生活。为了既保证矿山每天约1.5万t的石料正常供应生产线,同时降低爆破地震波危害效应,做到爆破作业不扰民,我们经过一年多生产

实践与摸索,利用国产雷管,通过优化中深孔爆破网路设计,使爆破地震效应明显降低。 炸药在岩土介质中爆炸时,大部分能量将岩体破碎或抛掷,另一部分能量对周围的介质引起扰动,并以波动形式向外传播。通常认为:在炸药近区(药包半径的10~15倍)传播为冲击波,在中区(药包半径的15~400倍)为应力波,在远 区衰减为地震波。其中地震波是一种弹性波,包含在介质内部传播的体波和地面传播的面波。 在爆破区一定范围内,当爆破引起的振动达到足够强度时,就会造成各种破坏现象,如滑坡、建筑物或构筑物的破坏等。这种爆破振动波引起的各种破坏现象及后果称为爆破地震效应,其大小取决于延迟爆破时最大单响药量。 为降低爆破地震效应,在矿山爆破作业中我们采用国产雷管并优化爆破网路设计。具体措施是:孔内安置高段别雷管,按照从前排往后排设置八段、九段、十段、十一段、十二段,一般每次爆破3到5排炮孔;孔外用低段别二段雷管,每排2孔 或1孔进行捆联组成孔外微差网路,炮孔布置为梅花型,一般也是每次爆破3到 5排。这样的爆破网路设计在理论上就可以实现逐孔爆破,显然毫秒延期爆破能显著减少单响药量,从而就可有效降低爆破地震效应。 实践证明,利用孔内孔外毫秒延期雷管组成的非电网路,其导爆管雷管段别少、施工方便、单响药量少、爆破振动强度低,无论在时间上还是在空间分布上都减少了爆破振动的有害效应。如果毫秒延期间隔时间恰当,错开主振相的相位,即使初振相和余振相叠加也不会超过原来主振相的最大振幅。 此外,我们还采取了以下降低爆破振动的技术措施。一是选择最小抵抗线方向布孔,尽可能使被保护的对象位于最小抵抗线两侧位置,当然位于保护对象方向最好,但必须保证飞散物不能过远;二是增加布药的分散性和临空面,多点多次爆破,每次爆破总药量尽可能小些,从而减少爆破的振动强度;三是进行爆破振动监测,为安

爆破产生的危害及预防措施

爆破产生的危害及预防措施 21世纪,岩石爆破发挥着日益重要的作用。据统计,现阶段我国每年使用的各种炸药150多万吨,工业雷管20多亿枚,各种索类爆破器材15亿多米.从事爆破作业的人员达60多万人。尽管我国爆破器材的质量和爆破技术水平日益提高,但爆破作业事故时有发生。爆破过程中不合理的爆破控制措施是造成爆破灾害的最主要原因。 爆破产生的原因、影响及危害 所谓的爆破,就是指炸药爆轰瞬间产生的高温高压破碎物体及破碎块运动的过程。爆破会产生一系列效应,具体如下: (一)地震波。当药包在岩石中爆破时,临近药包周围的岩石会产生压碎圈和破裂圈。当应力波通过破裂圈时,由于它迅速衰减,无法引起岩石的破裂,只能使岩石质点产生弹性振动,这种弹性波就是地震波。影响地震波的因素有很多,比如:1.装药量的影响,距爆炸源一定距离的质点振动速度随药量的增大而增加,随药量的降低而减少;2.爆炸爆轰速度的影响,一定条件下,震速与爆轰速度成正比;3.传播途径介质影响,介质影响质点振动速度。(二)爆破飞散物。在工程爆破中,被爆介质中那些飞得较远的碎石,称为爆破飞散物。造成爆破飞散物的因素有很多,如:1.装药量过大,致使尚有多余的能量作用在石块上,使碎块获得足够的动能向四周飞散;2.爆物的介质结构不均匀,爆破气体会作用在某些弱面,导致这些部位产生大量飞石;3.炮孔口堵塞的长度不够,导致孔口破碎,产生飞石;4.起爆方式也会影响爆破时飞石的产生;5.自由面对装药量的影响。(三)空气冲击波。爆破空气冲击波是爆破产生的空气内的一种压缩波。炸药在空气中爆炸,具有高温高压的爆炸产物直接作用在空气介质上;在岩体中爆炸,这种高温高压爆炸产物就在岩体破裂的瞬间冲入大气中。爆破空气冲击波产生的原因有很多种,主要有:1.裸露在地面上的炸药产生的冲击波,比如地上的导火索;2.装药孔口堵塞长度不够,堵塞力度也不够,高温高压爆炸产物从孔口外溢,产生空气冲击波;3.局部抵抗线太小,沿该方向以释放爆炸能量,产生空气冲击波;4.岩体不均匀,在断层、夹层等薄弱部位,爆炸产物集中喷出形成空气冲击波;5.爆破时岩体沿最小抵抗线方向振动外移,发生

爆破安全技术 拓展阅读:爆破振动效应的控制

爆破振动效应的控制 在各类工程爆破中,炸药爆炸产生的能量有很大一部分消耗在药包周围介质的过度粉碎以及爆破有害效应的转化中。这些有害效应包括爆破引起的振动、个别飞散物、空气冲击波、噪声、水中冲击波、动水压力、涌浪、粉尘、有害气体等。 首先,我们一起来看看爆破所引起的振动效应。 一、爆破振动效应及安全标准 (一)基本概念 1. 爆破振动 爆破振动(blast vibration)指爆破引起传播介质沿其平衡位置作直线或曲线往复运动的过程。 2. 质点振动速度 质点振动速度(particle vibration velocity)是指爆破振动波作用下,介质质点往复运动的速度。 3. 质点峰值振动速度 质点峰值振动速度(peak particle velocity /PPV)指爆破振动波在三个垂直方向上的质点运动速度最大值。 4. 爆破振动持续时间 爆破振动持续时间(duration of vibration)指爆破振动波从开始振动到振幅衰减到零所经历的时间。 5. 爆破振动频率 爆破振动频率(vibration frequency)指爆破振动质点每秒振动的次数。 6. 爆破主振频率 爆破主振频率(main vibration frequency)指介质质点最大振幅所对应波的频率。 (二)爆破振动的影响因素及基本特征 1. 爆破振动的影响因素 爆破振动在产生和传播过程中,主要受爆源(包括炸药量大小、炸药种类、

药包形状、自由面数量、爆破方法等)、离爆源的距离、爆破振动传播区域的地质地形条件影响。 2. 爆破振动的基本特征 (1)爆破振动持续时间很短。一般一次振动只有几十毫秒至几百毫秒,即使对于多段微差爆破,其振动时间也在秒的量级中。而天然地震振动时间长,一般一次振动能持续几秒至十几、几十秒,所以其破坏能量往往比爆破振动大很多。 (2)爆破振动频率较高。一般主振频率为5~500Hz,不易引起建筑物共振破坏,破坏性相对较弱。而天然地震频率低,一般主振频率为0.5~5Hz,这与大多数一、二层结构民用建筑固有频率比较接近,易引起共振破坏,其破坏性强。 (3)爆破振动主振频率受爆破类型影响大。一般爆破规模越大,其主振频率越低。如隧道内小直径浅孔爆破产生的振动,其主振频率一般为40~100Hz 或100Hz以上;深孔爆破的主振频率为l0~60Hz;硐室爆破的主振频率一般小于20HZ;拆除爆破的主振频率一般在10~40Hz范围内,而且被拆除对象解体塌落振动的主振频率还要低一些,约在10Hz左右,其与一般民用建筑物的固有振动频率比较接近,应当引起特别重视。 (4)爆破振动主振频率还与传播介质特性有关。一般来说,岩石越坚硬,其振动的高频成分越丰富,而在软弱风化岩石或土层中,其振动的髙频成分会很快衰减。 (5)在分段延时爆破中,爆破振动持续时间较单次齐发爆破长。对于段间时间间隔较大的延时爆破,各段爆破振动可以分别作为独立振动来分析;但对于段间时间间隔较小的延时爆破,由于振动的叠加,不能按照各段独立振动来进行。 二、爆破振动安全允许距离 1. 计算公式 爆破振动速度υ按下列经验公式计算: (3-1) 式中:υ——爆破振动速度,cm/s; Q——炸药量(以下未做特殊说明的均指工业炸药的炸药量),齐发爆破取总炸药量,延期爆破时取最大一段炸药量,kg; R——从建(构)筑物到爆破中心的距离,m;

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