采石爆破地震波对周围村庄的影响分析.pdf

《采石爆破地震波对周围村庄的影响分析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《采石爆破地震波对周围村庄的影响分析.pdf（4页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第3 0 卷第1 期河南理工大学学报(自然科学版)V 0 1 3 0N o I2 0 11 年2 月J O U R N A LO FH E N A NP O L Y T E C H N I CU N I V E R S I T Y(N A T U R A LS C I E N C E)F e b 2 0 1l采石爆破地震波对周围村庄的影响分析吕小师，王辉，王光勇(河南理工大学土木工程学院，河南焦作4 5 4 0 0 0)摘要：为了减小矿山采石爆破地震波对周围村庄的影响，对采石厂周围地震波强度进行了监测通过对监测数据分析可知。距爆源最近处民房的最大爆破震动速度远小于国家的规定标准；单独一次爆破引

2、起的地震波和空气冲击波对村庄造成的影响可以忽略不计，但长期的、反复的爆破震动产生的日积月累影响是存在的，并由此提出相应的减小地震波对村庄影响的建议关键词：爆破震动；震动测试；最大垂直震动速度中图分类号：T D 2 3 5 1 4 文献标识码：A文章编号：1 6 7 3 9 7 8 7(2 0 1 1)0 1 0 0 1 5 0 4A n a l y s i so nt h ee f f e c to fb l a s t i n gs e i s m i cw a v eo nt h ev i l l a g ea r o u n dq u a r r yL VX i a o s h i，W

3、A N GH u i，W A N GG u a n g y o n g(S c h o o l 巧C i v i lE n g i n e e r i n g，l t e n a nP o l y t e c h n i cU n i v e r s i t y，J i a o m o4 5 4 0 0 0 H e n a n，C h i n a)A b s t r a c t：I no r d e rt oa v o i dt h ee f f e c to fb l a s t i n gs e i s m i cw a v eo nt h ev i l l a g ea r o u n

4、dq u a r r y，t h em o n i t o r i n go fs e i s m i ci n t e n t i o nw a sc a r r i e do u t B a s e do nm o n i t o r i n gd a t a，t h em a x i m a lp e a kv i b r a t i o nv e l o c i t yi nv e r t i c a lo fc i v i l i a nb u i l d i n gn e a r e s tt oe x p l o s i o ns o u r c ei sg r e a t l

5、yl e s st h a ns t a t er e q u i r e m e n ts t a n d a r d T h ee f f e c to fs e i s-m i cw a v e sa n da i rs h o c kw a v e si n d u c e db ys i n g l ee x p l o s i o no nt h ev i l l a g ecanb en e g l e c t e d，b u tt h ei n f l u e n c eo fl o n g t e r ma n dr e p e a t e db l a s t i n ge

6、 x i s t s T h u ss o m es u g g e s t sa r ep u tf o r w a r dt or e d u c et h ee f f e c t K e yw o r d s：b l a s t i n gv i b r a t i o n；v i b r a t i o nm e a s u r e m e n t；t h em a x i m a lp e a kv i b r a t i o nv e l o c i t yi nv e r t i c a l0引言爆破是国家基本建设中一项重要的工程技术手段，如今已经广泛应用于拆除废弃的房屋、桥梁

7、，以及矿山开采“爆破一旦完成，会带来爆破地震、飞石、空气冲击波与毒气四大公害，必须严格控制，尤其是在复杂环境下的露天开采中，爆破地震波已经成为首要的公害-由于爆破地震的隐蔽性较大，影响因素复杂，而目前大部分爆破工程尚未对爆破地震进行监测，所以爆破地震事故时有发生河南省豫鹤水泥厂周围存在村庄，爆破震动对周围村庄及村民会造成一定影响，为了监测爆破时产生的震动对周围环境影响程度，受鹤壁市人民政府的委托，在爆破现场进行爆破震动监测，目的是通过测试爆破时爆破点附近地面的垂直和水平震动速度，评价爆破对周围环境的影响收稿日期：2 0 1 0 0 9 1 6基金项目：国家自然科学基金资助项目(5 0 8 7

8、4 0 3 9)；河南省重点攻关项目(0 9 2 1 0 2 3 1 0 3 1 3)；河南理工大学博士基金资助项目(B 2 0 1 0 5 8)作者简介：吕小师(1 9 7 5 一)，男，山西晋城人，工程师。主要从事工程爆破教学与研究工作E m a i l：l v x i a o s h i h p u e d u c n万方数据1 6河南理工大学学报(自然科学版)2 0 1 1 年第3 0 卷1工程概况河南省豫鹤水泥厂是河南省北部最大的水泥生产厂，其石料厂位于鹤壁市山城区西部山区，由于生产的需要，每周最少需要爆破1 次，药量大小不等本次爆破计划破石3 36 0 0m 3，共钻孔3 3 个，

9、孔深2 0 一2 1m，每孔装药量1 5 0k g，总装药量49 5 0k g 爆破分6 段6 晌起爆，最大单段起爆药量为12 0 0k g 爆破地震监测工程主要针对爆破点周围6 0 0m 以内范围由于爆破地震波以垂直方向传播为最大，而且衰减速度慢，是影响周围环境建筑物的主要因素之一，因此本次监测主要以垂直方向为主，同时兼顾水平方向2 测试仪器及测试系统本次监测所用测试仪器及测试系统有I D T S 一3 8 5 0 爆破震动记录仪、传感器、E X P 3 8 5 0 爆破震动波分析软件I D T S 一3 8 5 0 爆破震动记录仪是专为测量爆破所引起地震波而生产的，共有4 个信号通道，主要

10、用于地震波曲线数据的采集，并存储测点的地震波曲线(横波和纵波)传感器分为横波传感和纵波传感2 种，分别由探头、传感主体、联接线组成其灵敏度0 1 00 0 00 0 0V e U，偏压一1 00 0 00 0 0 一1 00 0 00 0 0V E X P 3 8 5 0 爆破震动波分析软件是专用于分析震动波的，它和I D T S 一3 8 5 0 爆破震动记录仪、传感器配套使用，对所采波形进行萨道夫斯基公式回归，分析计算出适用于当地的K 和O t 值3爆破地震波监测及结果分析3 1爆破地震波测试系统及测点布置根据鹤壁市人民政府要求及野外工作条件，需要测各测点垂直方向和水平方向地震速度波形，其

11、测试系统见图1 由于周围的村庄距采石厂10 0 0m，为了使爆破震动不影响周围村庄，所以本次爆破地震监测主要针对爆破点周围6 0 0m，测点布置和测点监测项且分别如表1 和图2 所示。表1 爆破震动监测点布置T a b 1B l a s t i n gm e a s u r i n gp o i n t sa r r a n g e m e n t测点编号距爆源距离m监测波类型测点编号距爆源距离m监测波类型I2 8 7 8纵波63 6 7 5纵波22 9 7 8纵74 0 0 3纵波33 1 5 8纵波84 0 0 3横渡43 1 5 g横渡95 0 7 9横波53 6 2 5纵波1 05 1

12、 1 9横波图1 爆破震动测试系统示意F i g 1S c h e m a t i cd i a g r a mo f m e a s u r e m e n ts y s t e mo f b l a s t i n gv i b r a t i o n图2 爆破现场监测点布置F i g 2B l a s t i n gm e a s u r i n gp o i n t sa r r a n g e m e mi nf i e l d万方数据第1 期吕小师，等：采石爆破地震波对周围村庄的影响分析1 73 2 震动测试结果分析根据爆破震动记录仪采集的数据，依据此次爆破工程监测过程中的实际情况

13、，对所采集的数据进行了初步的分析筛选因为9、1 0 号测点未测出数据，7、8 号测点由于受挖掘机余震的影响数据失真，故最后保留了l 一6 号测点测出的结果，其测试结果见表2 众所周知，国内的爆破拆除中，对震动的监测主要考虑的是建筑物及附近地表的垂直震动速度，爆破地震安全判据也是以地面峰值震动速度为控制标准，故主要对表2 中的垂直震动速度进行分析表2 爆破震动监测结果T a b 2m o n i t o r i n gr e s u l t so fb l a s t i n gv i b r a t i o n测点距爆R 心m 距离V 质点最(c m 大振s 速-I，F 主频H z 震爹：问测

14、点距誉离y。瞧a,默(c m 魏s-I，F 搠H z 震搿l2 8 7 81 0 3 67 9 30 9 943 1 5 80 5 3 04 9 51 6 422 9 7 80 9 8 46 7 l1 0 053 6 2 50 2 5 85 0 0 51 6 433 1 5 8O 8 6 l1 3 4 31 2 463 6 7 50 1 5 64 9 5I 6 4目前，爆破震动采用萨道夫斯基公式，通过E X P 3 8 5 0 爆破震动分析仪配套软件进行回归分析，根据表2 所测数据，可以得到豫鹤水泥厂矿山爆破参数K=1 4 6 和O f=1 5 由K 和a 值，配合工程爆破源实际最大单段起爆药

15、量Q 和离爆源相应距离R，用式(1)可推算出离爆源相应距离的爆破震动波的最大震动速度k。本次爆破最大单段起爆药量Q=12 0 0k g 3 6V=K(半)4(1)n由表2 可以得出：(1)随着距爆心距离的增大，质点的垂直震动速度越来越小，震动时间越来越长，测试数据的规律性与国内外有代表性试验结果一致，说明测试结果可靠(2)在1 6 号测点中，除了4 号测点是测质点横向速度，其它5 个点都是测质点纵向速度，通过质点速度分析可以知道横向速度明显比纵向速度小(3)通过式(1)的理论推算，可得出9 和1 0 号测点的最大垂直震动速度分别为0 4 4 2c m s 和0 4 3 6c m s，但实际并未

16、量测到数据，这主要是由于水沟的影响因此，沟槽能起到了隔震的作用(4)由文献 4 可知：我国对土窑洞、土坯房、毛石房屋允许的安全震动速度为1 0c m s；一般砖房、大型砌块及预制构件房屋，框架建筑物为2 3c m s 经式(1)计算得出的距爆源最近处民房的最大爆破震动速度为0 1 6 1c m s，远小于上述规定标准总之，根据现场实际情况，由于沟槽效应的影响，质点震动速度会明显衰减，附近村庄、民房距爆破源最近处质点震动速度比理论值会更小爆破飞石对村庄民房结构不会造成破坏，但对附近村民生活会产生一定程度的影响爆破时，村民感觉到的房屋玻璃晃动是由于爆破空气冲击波造成的，它只是引起玻璃晃动，对房屋结

17、构的影响是很小的爆破震动对房屋结构损伤具有累加效应，由于受到多次爆破的反复作用，会对那些已经老化了的和那些结构本身比较差的民用建筑物产生一定程度的破坏4 结论和建议通过对河南省豫鹤水泥石料厂周围爆破震动监测，可以得到以下结论，并提出相应减振建议(1)随着距爆心距离的增大，质点的垂直震动速度越来越小，震动时间越来越长，规律性比较好(2)从测试结果可以看出，质点垂直方向的震动幅值远大于水平方向距爆源最近处民房的最大爆破震动速度远小于国家规定标准因此，本次爆破的爆破震动对村庄民房不产生直接破坏作用(3)为了进一步减小对村民的影响，爆破时可以增加起爆段数，以达到减少一次起爆药量的目(下转第6 6 页)

18、万方数据河南理工大学学报(自然科学版)2 0 1 1 年第3 0 卷观察此信息框就可以了解轴承状态，这样使故障诊断更加智能化，更加方便由于诊断系统是利用特征向量训练概率神经网络，实现神经网络的自学习，归纳不同特征向量的特征并分类，因此要实现较高的准确度，需要足够数量的特征向量训练网络，保证神经网络获得更加全面的学习，避免误判，进而实现准确的故障诊断3结论利用L a b V I E W 软件平台中的M a t l a bs c r i p t 节点实现了声发射信号的特征提取和自动分类在实验室环境中，该软件系统用于货车滚动轴承故障诊断达到较好的效果由于货车在运行时情况比较复杂，要适应现场的要求，还

19、需要根据现场声发射信号做适当的调整另外，利用L a b V I E W 软件设计的故障诊断系统操作方便，技术人员随时可以根据现场要求增加虚拟仪器的功能如果将设计的软件系统打包成可执行文件，则便于在现场中的电脑中使用，可为货车轴承的在线诊断提供一种可行的方法参考文献：1 夏利民，谷士文，宁国英基于小波包分析的货车滚动轴承故障诊断 J】中国铁道科学，2 0 0 2，2 3(6)：6 06 4 2 刘传明，赵学智，黄礼荣滚动轴承振动信号采集与数据处理系统 J】轴承，2 0 0 0(6)：2 6 3 0 3 李晓梅声发射信号处理与分析 D 武汉：武汉大学，2 0 0 3 4 飞思科技产品研发中心神经网

20、络理论与M A T L A B 7 实现 M 北京：电子工业出版社，2 0 0 5：2 4 3 2 4 5(上接第1 7 页)(责任编辑王得胜)的；钻孔爆破时可以适当增加前排抵抗线和增加装药堵塞深度，以达到增加最小抵抗线的目的；爆破时可以适当调整爆破起爆时间，尽量避开午休和晚上，时间选择好后要及时通知附近村民知道，让他们心里都有个思想准备，从而缓解爆破空气冲击波引起的玻璃震动对村民造成的紧张心理参考文献：1】王功琴，王琳爆破地震作用下房屋结构破坏原因分析 J 贵州大学学报：自然科学版，2 0 0 9，2 6(4)：1 2 3 一1 2 7 2 张光雄，杨军，金波7 0m 高冷却塔爆破拆除震动测试及分析 J 工程爆破2 0 0 5 I I(4)：7 6 7 9 3 王桂香，李志刚爆破震动测试在新建石灰石矿山的应用 J 矿业工程，2 0 0 9，7(4)：5 2 5 3 4 中华人民共和国国家标准G B 6 7 2 2 2 0 0 3 爆破安全规程 s 北京：中国标准出版社，2 0 0 4 5 夏红兵。汪海波宗琦爆破震动效应控制技术综合分析 J 工程爆破，2 0 0 7，1 3(2)：8 3 8 6 6 余永强。文广超地铁隧道爆破开挖对地表建筑物的影响 J 辽宁工程技术大学学报，2 0 0 7，2 6(6)：8 7 18 7 3(责任编辑李文清)万方数据