地下开采爆破地震动安全评价.docx

地下开采爆破地震动安全评价国家安监局安全科学技术研究中心 田东胜 王云海摘要：介绍了爆破地震烈度和质点峰傍震动速度两种对爆破地震动危害的评价方法,并结合矿山实例进行了危害性评价关键词：爆破 地震烈度 质点峰值震动速度 危害性评价I前言地下犷山开采过程中，多数使用爆破法崩落了岩爆破时，炸药的一部分能量会转换为地晨波，从爆源以波的形式向外传播，经过介质达到地表， 引起地农的宸动这种地蔻动的强度，随着爆心距的增加而战期.在爆区的•定范国内，当地震动达到 定的强度时，会引起地表和建筑物、构筑物不 同程度的破坏这种爆破地施动引起的各种现象及后果，称为爆破地宸效应根据爆破地震效应领域的研窕成果,本文选用地震烈度和质点峰值温动速度两种方法评价爆破地震动危害程度2爆破地震烈度确定方法爆破后评价地面建筑物的指标主要参数有烈度］、谱烈度S和地面最大速度平均值Vex烈度I发示地震时一定地点的地面震动强弱程度的尺度， 是指该地点一定范围内地面震动强度的平均水平.谱烈度S表示了烽破地震动作用下, 般建筑物的周期从T|=0. 15到Ta=O. 8秒更国内.阻尼比皆 为0. 05时的范用内，可能出现的兄大速度反应的平均值。

前苏联专家C. B.麦福维拢夫提出的三参数同比尺距r（折馨距离）之间关系是：11 - 5logr < / < 12-5logr（1）S = 315〃$（2）V-ux =i90r-'-5⑶其中，l折算距离，m/k/”表示为”合（4）其中，R-测戊至爆心的距离，单位为m；Q-炸药量，单位为kg・根据现场实际情况，计算出r、s、V值，再根据表1确定烈度I,评价危险程度表］舞破地震烈度表烈度I（度）震动的特征(cm/s)S (cm/s)r（加馆】1只有仪器才能记录到振动<0.2<0.2<1002在静上状态下有时感觉到振动0 2-0.40.3—0 663003一些人或知道有爆破的人感觉到振动04〜0.80.6~1.240Y34许多人注意到振动，窗户玻璃发出声响0.8—1.51.2〜2 525yo5粉刷的灰粉散落：欲倒塌的房屋发生破坏1.5-3.02.5〜5.016〜256排灰层有细小裂缝；歪的房屋破坏3.0〜6.05.0—10.010-167处于良好的房屋破坏6.0〜12.010.0-20.06.3-108房屋严重破坏12.0〜24.020.0—40.04.0-639房屋毁坏、局部倒埸24 0-48.040—80 02.5-4010〜12房屋大量毁坏和倒埸>48 0>80.0<2.53质点峰值震动速度的计算方法及评价标准实践表明，质点峰值震动速度与建筑物的破坏程度具有较好的相关性，因此国内外普遍 采用质点峰值震动速度作为安全判据。

质点峰值震动速度的计算用下式：V = K （导.式中：V——质点峰值震动速度，cm/s：n—药包形状系数，欧美等国家的n值通常取1/2,我国和前苏联一般取1 / 3；Q最大单响段药量，kg；R—爆心距，即测点至爆源中心距离，m；K、a一与地质条件、爆破类型及爆破参数有关的系数对于较重要工程，应通过现场试验确定K、a值在没有现场试验资料的情况下，不同 岩石的K、a值，可参考表2确定表2不同岩性的K、a值岩性Ka坚硬岩石50〜1501. 3〜1. 5中等坚硬岩石150—2501. 5〜1. 8软弱岩石250〜3501. 8-2. 0我国《爆破安全规程》(GB 6722—2003)对某些建(构)筑物的允许质点峰值震动速度作了 具体规定，见表3保护对象类别安全质点震动速度(cm/s)<10Hz[0〜50Hz5〜100Hz土窑洞、土坯房、毛石房屋0. 5〜1. 00. 7〜1. 21. 1—1. 5一般砖房、非抗虐性大型砌块建筑物2. 0〜2. 52. 3〜2. 82. 7〜3. 0钢筋混凝土结构房屋3. 0〜4. 03. 5〜4. 54. 2〜5. 0一殷古建筑与古迹0. 1-0. 30. 2〜0. 40. 3-0. 5水工隧道7. 0—15. 0交通隧道10. 0—20. 0矿山隧道15. 0—30. 0水电站及发电厂中心控制室设备5. 0初凝〜3d2. 0〜3. 0新浇筑大体积 龄期3〜7d3. 0-7. 0混凝土7〜28d7. 0—12. 0表3建葩)筑物的允许质点峰卸速度4评价实例以某实际开采矿山为例，矿体赋存在较坚硬岩石中，矿井按40m的中段划分。

采用的 采矿方法是中、深孔挤压爆破留矿法爆破采用微差爆破，微差爆破最大段炸药量为800kgo 使用乳化炸药RJ-2型爆破点距地表最短垂直距离约90m,示意图如图1所示图1开掘示意图4. I确定爆破地震烈度矿爆破地点距地表最近距离90m左右，最大炸药量为800kg,则R=90m, Q=800kg； 按照公式4计算出折算距r：r=9. 69m / kg1/3按照公式2计算出谱烈度s：s=10. 4cm / s按照公式3计算出地面最大速度平均值：V max =6. 3cm / s根据上述折算距离、谱烈度、地面最大速度平均值的计算结果，对照表1 ”爆破地震烈 度表”可以看出，该矿大爆破后，产生的爆破地震烈度在7度，良好的房屋可能会被破坏 4. 2计算质点峰值震动速度根据实例矿山实际，取R=90m, Q=800kg, n=l /3, K=250, a=l. 5,则按照公式5, 计算出质点峰值震动速度：V=4. 0cm / s对照表3,可以看出，该矿地卜爆破时，对于一般病房、非抗震性大型砖块建筑物，其 质点峰值震动速度都超过了《爆破安全规程》中标准值，可能导致一般破房、非抗震性大型 砌块建筑物毁坏。

通过计算爆破地震烈度和质点峰值震动速度，都可以确定，该矿地下开采爆破会对地表 产生破坏性影响，需要降低一次爆破药量或地面居民拆迁5结论对于地下开采爆破地震动，可以采用爆破地震烈度和质点峰值震动速度两种方法评价爆 破地震危害后果爆破地震烈度方法可以确定爆破后地震效应的地震烈度，结论较为直观而质点峰值震动速度方法的判定标准在《爆破安全规程》(GB 6722—2003)进行了明确，结 论更具有权威性实际应用中，两种方法可以结合起来使用摘自《中国职业安全卫生管理体系认证》2004年第6期。