露天转地下采深影响下爆破振动速度传播规律.pdf

第3 3 卷第3 期 爆破 V o l 3 3 N o 3 2 0 1 6 年9 月B L A S T I N GS e p ．2 0 1 6 d o i 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X ．2 0 1 6 ．0 3 ．0 0 5 露天转地下采深影响下爆破振动速度传播规律木 陈思远虬“，周传波“6 ，蒋楠a , b9 王超钆6 中国地质大学 武汉 a ．岩土钻掘与防护教育部工程研究中心；b ．工程学院，武汉4 3 0 0 7 4 摘要为研究采矿深度影响下爆破振动速度的传播规律，以大冶铁矿东露天采场狮子山北帮边坡露天转 地下开采工程实际为背景，运用A N S Y S ／L S ．D Y N A 建立简化模型对矿山露天开采以及不同采矿深度的地下 开采爆破过程进行模拟。并用现场实测数据对模拟结果进行了验证。分别研究了不同采深影响下边坡面质 点、坡体内质点、坡面同一质点以及同一采深条件下坡体内质点振动强度特征及其爆破振动速度传播规律。 结果表明 1 与露天开采爆破相比，地下开采引起的质点振动速度衰减更趋缓慢； 2 随着采矿深度的增 加，坡体内径向、切向和垂直三个方向上的质点振动速度均具有放大效应，但“ - 3 爆心距超过一定范围后，爆破 振动速度放大效应消失，仍表现为为随爆心距增加而衰减的效应。 3 随爆心距的增加，坡面质点垂直振动 速度随采矿深度增加以放大效应为主，水平方向的质点振动速度在一定的距离范围内相差不大，不具有明显 的放大或衰减效应。 关键词露天转地下；爆破振动；爆破深度；数值模拟 中图分类号0 3 8 3 文献标识码A 文章编号1 0 0 1 - 4 8 7 X 2 0 1 6 0 3 0 0 2 3 0 8 P r o p a g a t i o nL a wo fB l a s t i n gV i b r a t i o nV e l o c i t y I n f l u e n c e db yM i n i n gD e p t hd u r i n gT r a n s i t i o nf r o m O p e n - p i tt oU n d e r g r o u n dM i n i n g C H E NS i - y u a n 8 6 ，Z H O UC h u a n b 0 8 ‘，J I A N GN a n 8 ，6 ，W A N GC h a 0 8 - 6 a ．E n g i n e e r i n gR e s e a r c hC e n t e ro fR o c k - S o i l E x c a v a t i o na n dP r o t e c t i o nM i n i s t r yo fE d u c a t i o n ； b ．F a c u l t yo fE n g i n e e r i n g ，C h i n aU n i v e r s i t yo fG e o s c i e n c e s ，W u h a n4 3 0 0 7 4 ，C h i n a A b s t r a c t I no r d e rt os t u d yt h ei m p a c to fm i n i n gd e p t ho np r o p a g a t i o no fb l a s t i n gv i b r a t i o nv e l o c i t y ，b yt a k i n g t h eb a c k g r o u n do fS h i z iH i l ln o r t hw a l ls l o p ef r o mo p e np i tt ou n d e r g r o u n dm i n i n ge n g i n e e r i n gi nD a y eI r o nO r ee a s t a se x a m p l e 。t h es i m p l i f i e dm o d e lo fm i n eo p e n p i tm i n i n ga n du n d e r g r o u n dm i n i n ge x p l o i t a t i o ni nd i f f e r e n td e p t h sW a s e s t a b l i s h e dt os i m u l a t et h ed e t o n a t i o np r o c e s sb yA N S Y S ／I _ ．S - D Y N A ．T h ea n a l y s i sr e s u l t sw e r ep r o v e db yf i e l db i a s - t i n gt e s t s ．T h r o u g ht h ei n f l u e n c eo fd i f f e r e n tm i n i n gd e p t ho nt h es l o p es u r f a c e ，i n n e rt h es l o p e ，t h es a m ep a r t i c l eo n t h es l o p es u r f a c ea n dt h ei n f l u e n c eo fs a n f l em i n i n gd e p t hi nt h es l o p eo fp a r t i c l et oa n a l y z ev i b r a t i o ns t r e n g t hc h a r a c - t e r i s t i c sa n dt h ep r o p a g a t i o no fb l a s t i n gv i b r a t i o nv e l o c i t y ．T h ea n a l y s i sr e s u l t ss h o wt h a t ，w i t hr e s p e c tt oo p e n p i t m i n i n g ，t h ep a r t i c l e v e l o c i t yc a u s e db yu n d e r g r o u n dm i n i n gb e c o m em o r es l o wd e c a y ．W i t ht h ei n c r e a s eo fm i n i n g d e p t h ，p a r t i c l ev e l o c i t yi nr a d i a l ，t a n g e n t i a la n dv e r t i c a lo ft h r e ed i r e c t i o n sh a sa m p l i f i c a t i o ne f f e c t ，b u tb l a s t i n gd i s t a n c ee x c e e d sac e r t a i nr a n g e ，p a r t i c l ev i b r a t i o nv e l o c i t ys h o w e da t t e n u a t i o ne f f e c td o m i n a t e sw i t hb l a s t i n gd i s t a n c e i n c r e a s e da n da m p l i f i c a t i o ne f f e c td i s a p p e a r e d ．W i t hi n c r e a s e dd i s t a n c eo ft h eb l a s tc e n t e r ，p a r t i c l ev e r t i c a lv i b r a t i o n v e l o c i t yo nt h es l o p ea m p l i f i c a t i o no ft h ed e p t ho fm i n i n gi n c r e a s e d ，b u ti nt h eh o r i z o n t a ld i r e c t i o nw i t h i nac e r t a i n d i s t a n c eh a sl i t t l ed i f f e r e n c e ，t h e r ei sn o tas i g n i f i c a n ta m p l i f i c a t i o no ra t t e n u a t i o ne f f e c t ． K e yw o r d s o p e n - p i tt ou n d e r g r o u n d ；b l a s t i n gv i b r a t i o n ；b l a s t i n gd e p t h ；n u m e r i c a ls i m u l a t i o n 万方数据 2 4 爆破 2 0 1 6 年9 月 质点动速度是衡量爆破震动强度的主要因素之 一，对于如何判定爆破振动速度的传播规律，其受到 哪些因素的影响，目前国内外许多学者采用试验分 析、理论分析及数值模拟等手段对其进行了相应研 究。唐海等的研究表明，凸形地形、地貌对爆破振动 波垂直向的放大效应大于水平向，放大效应具有方 向性，并且通过量纲分析法得到一个能反映正高程 差放大效应的爆破振动公式【1 ．2 1 ；欧阳建华等通过 对现场爆破荷载作用下边坡岩体质点振动的跟踪监 测数据，得到了该凸形坡体的质点振动衰减规 律1 ；付波等基于L S D Y N A 的动力有限元计算，研 究了岩石高边坡的爆破振动局部放大效应H ’；王银 涛等通过运用M A T L A B 对现场监测信号进行线性 模型回归分析，得出爆破振动信号只有在高程超过 一定值时才存在高程放大效应b 1 ；张飞，陈明等人 基于边坡爆破振动高程响应机制的理论分析以及边 坡开挖爆破振动的数值模拟分析与实例分析，得到 了高程放大效应受爆破振动荷载特性及边坡坡形等 因素的影响∞’川。 矿床埋藏较深而覆盖层较薄时，矿床的上部通 常用露天法开采，而矿床的下部则转为地下开采，简 称为露天转地下开采。结合上文研究发现目前人们 对露天开采爆破振动速度传播特性有了深刻的认 识，但对于露天转地下开采以及不同采深影响下地 下开采爆破振动速度传播规律变化这一类的研究还 远远不够。基于此，运用动力有限元分析程序A N ． S Y S ／L S ．D Y N A 对矿山露天开采以及不同采矿深度 的地下开采爆破过程进行模拟。随着采矿深度的增 加，必然会同时对坡面和坡体内的质点振动速度产 生影响，因此控制相关变量，从以下4 个方面分析不 同采矿深度地下开采过程中，爆破振动速度传播变 化规律①爆心距一定条件下，坡面质点振动速度随 采深变化的传播规律；②高程差和水平距离一定条 件下，坡体内质点振动速度随采深变化的传播规律； ③不同爆心距条件下，坡面同一质点随采深变化的 传播规律；④采矿深度和水平距离一定条件下，坡体 内质点振动速度随高程差变化的传播规律。 上述研究，对揭示露天转地下开采爆破地震波 的传播规律，指导矿山安全生产具有重要的理论和 收稿日期2 0 1 6 0 7 1 3 作者简介陈思远 1 9 9 1 一 ，男，湖北京山人，在读硕士研究生，主要 从事工程爆破研究， E m a i l c h e n s i y u a n 9 1 1 6 3 ．c o r n 。 通讯作者周传波 1 9 6 3 一 ，男，教授、博士生导师，主要从事岩土工 程、工程爆破方面研究， E ．m a i l c b z h o u c u g ．e d u ．c n 。 基金项目国家自然科学基金资助项目 4 1 3 7 2 3 1 2 、5 1 3 7 9 1 9 4 ；武汉 市“黄鹤英才 科技 计划”资助项目；中国博士后科学基 金资助项目 2 0 1 4 M 5 5 2 1 1 3 应用价值。 1 数值模型分析及验证 1 ．1 模型与参数 大冶铁矿东露天采场狮子山北帮边坡最高为 4 3 2m ，边坡角4 3 0 一4 6 。，以闪长岩为主，根据现场 工程地质条件，运用L S D Y N A 数值分析软件建立整 体高1 0 0n l ，边坡高5 0m ，厚度2 0n l ，边坡角4 5 0 的 数值计算简化模型旧J 。 模型炮孔布置以北帮边坡地下开采爆破参数为 依托，其中炮孔直径8 0m m ，每一段孑L 深1 2i n ，孔数 5 个，炮孔间距4n l ，与横向边界间隔2n l ，炮孔与坡 角间距为5m ，采用多孑L 同段孔底起爆。根据矿山 现场实际情况，坡面和坡底为临空面，模型中对应的 边界条件设置为自由面；其它5 个面边界外可视为 无限岩体，则模型中其他5 个面均采用无反射边界 n o n - r e f l e c t i n gb o u n d a r y 的边界条件，共划分 13 0 28 0 0 个单元。建立四组模型，每组模型的炸药 埋深不一样，其中每段炸药为1 2m 。第一组模型炸 药埋深为0 1 2m ，相当于露天开采，周围均为岩 体；第2 4 组模型炸药埋深分别为1 2 2 4m 、2 4 3 6m 、3 6 4 8m ，相当于地下开采，模型除每段炸药 外均为岩体。模型如图1 所示，图2 则反映了4 段 炸药埋深不同时的情况。 自由而 无 反 射 边 界 自 无 反 射 边 界 ⋯⋯一 尢反射边界 图1 边坡数值计算模型 F i g ．1 N u m e r i c a lc a l c u l a t i o nm o d e lo fs l o p e 模型计算采用多物质A L E 流固耦合算法，网格 可以根据定义的参数在求解过程中适当调整位置， 使得网格不致出现严重的畸变。结合现场试验和室 内试验，采场狮子山北帮边坡闪长岩物理力学参数 见表1 。 爆破炸药采用2 。岩石炸药，模拟炸药爆轰过程 中压力和比容的关系为J W L 状态方程，该状态方程 能精确地描述爆轰产物的膨胀驱动过程，方程式如 下式 万方数据 第3 3 卷第3 期陈思远，周传波，蒋楠，等露天转地下采深影响下爆破振动速度传播规律 2 5 p A 1 一R Il e - R , v B 1 一元t o w I e - R 2 V 丁t o E o 1 式中A 、B 、R 。、R 2 、t O 为材料常数；p 为压力；V 为相 对体积；E 为初始比内能。起爆单段药量为2 1 9k g ， 炸药具体参数见表2 。 炸药埋深0 ～1 2m 炸药埋深1 2 ～2 4 m 炸药埋深2 4 ～3 6m 炸药埋深3 6 ～4 8m 图2 炸药埋深布置图 F i g ．2E x p l o s i v ed e p t hl a y o u t 表1 闪长岩物理力学参数 T a b l e1 P h y s i c a la n dm e c h a l l i e mp a r a m e t e r so fd i o r i t e g 黑， 弹掣泊松比腓M 戤P a 彻镞G P a 影 2 ．7 l3 0 ．4 1 00 ．2 37 5 1 ．0 0 表2 炸药材料物理力学参数 T a b l e2M a t e r i a lp a r a m e t e r so fe x p l o s i v e 黑3黑-1G,4n／g c mc m t r s 墨R 。恐∞G ⅣP a 。 “ G P a G P a 1‘ 一 1 ．0 90 ．4 02 1 4 ．4 01 8 ．2 04 ．2 00 ．9 00 ．1 5 4 ．1 9 1 ．2 计算分析与验证 为分析爆破振动速度沿边坡面的传播规律以及 验证模型的准确性及合理性，选取采矿深度为4 8m 的4 5 。边坡数值计算模型，在边坡坡面选取一系列 监测点进行统计分析，其中垂直方向为l ，方向，水 平方向为X ／Z 方向的速度合成方向。如图3 所示。 图3 边坡选取监测点布置图 F i g ．3 P o s i t i o n so fm o n i t o r i n gp o i n t si ns l o p e 监测点8 9 2 8 0 1 、8 9 3 1 6 1 、8 9 3 4 8 1 和8 9 3 8 0 1 ，沿坡 面向上依次选取，与爆源之间的水平距离、高程差依 次增加。对所选取监测点的垂直、水平方向振动速 度进行监测，其中垂直方向振动速度时程曲线如图 4 所示。 f a ● g o 、 越 瑙 叵 极 删 _ f 悻} { 1 - - 8 9 2 8 0 1 ；2 8 9 3 1 6 l ；3 8 9 3 4 8 1 ；4 8 9 3 8 0 l 图4 边坡选取监测点垂直振动速度时程曲线 F i g ．4 V e r t i c a lv e l o c i t yo fm o n i t o r i n gp o i n t si ns l o p e 由图4 可知监测点8 9 2 8 0 1 、8 9 3 1 6 1 、8 9 3 4 8 1 和 8 9 3 8 0 1 处垂直方向最大振动速度分别为1 ．0 7 1c m ／s 、 0 ．7 8 8c m ／s 、0 ．5 9 1c m ／s 和0 ．4 3 1c m ／s 。计算结果 表明随着与爆源之间水平距离、高程差的增加，坡 面监测点垂直方向振动速度峰值衰减明显，水平方 向振动速度变化特征与之相同。 为了验证数值模拟计算结果是否合理，结合现 场实际，在狮子山北帮边坡对地下开采进行爆破振 动测试。现场监测点沿坡面布置，与数值计算监测 点高的程差和水平距离一致。现场采用T C - 4 8 5 0 爆破振动测试仪进行监测。其中8 9 2 8 0 1 现场监测 振动速度时程曲线如图5 所示。爆破振动数值计算 及现场监测数据见表3 。 f ∞ ● 吕 o 、 瑙 瑙 需 摧一 督 蹬 1 一x 方向 水平方向 ；2 一y 方向 切向方向 ； 3 一Z 方向 垂直方向 1 一Xd i r e c t i o n H o r i z o n t a l ；2 一Yd i r e c t i o n T a n g e n t i a l ； 3 一Zd i r e c t i o n V e r t i c a l 图58 9 2 8 0 1 现场监测点振动速度时程曲线 F i g ．5 F i e l dm o n i t o r i n gv e r t i c a lv e l o c i t yo fp o i n t8 9 2 8 0 1 由表3 可知现场监测数据略小于数值计算结 果，但两者数据基本一致，且二者振动速度时程曲线 万方数据 爆破2 0 1 6 年9 月 变化趋势基本相同。分析各数据误差率，两者数据 相差在可接受范围内。造成现场监测数据略小的原 因可能在于数值模拟过程未考虑岩体内可能存在固 有裂隙对爆破振动速度衰减的影响。研究结果表 明数值计算模型及参数选取合理，数值计算能够较 好地反映爆炸应力波在岩质坡体内的传播规律。 表3边坡监测点爆破振动数值计算及现场监测数据 T a b l e3N u m e r i c a ls i m u l a t i o na n df i e l dm o n i t o r e dP P V sa tm o n i t o r i n gp o i n t si ns l o p e 2 边坡质点爆破振动数值模拟分析 为了研究露天转地下开采爆破振动速度的变化 规律以及不同采矿深度条件下爆破振动速度的传播 规律，从以下四个方面对这一规律进行对比分析。 所有监测点的选取均在模型的对称面上，其中水平 方向为X ／Z 的速度合成方向，x 方向为切向，z 方向 为径向，y 方向为垂直方向。 2 ．1 不同采深影响下边坡面质点振动强度特征 为了研究不同开采深度下爆破振动速度沿边坡 面的传播规律，分别在四组不同采矿深度的模型上 选取一个点，使该点到爆源的爆心距一定，但水平距 离和高程差均不相同，通过这四个监测点得出的数 据分析爆破振动速度沿边坡面的传播规律。四个监 测点选取如下图6 ，其中垂直方向的振动时程曲线 如图7 ，监测点结果数据统计如表4 。 由传统的萨道夫斯基公式得知在爆心距等其他 条件一定的情况下爆破振动速度沿边坡面传播的衰 减规律是一定的，但通过上述4 组实验发现即使在 爆心距等其他条件一定时，不同采矿深度对坡面质 点振动速度的传播规律也会产生影响。在爆心距一 定的情况下，随着采矿深度的增加，坡面质点振动速 度在三个方向上基本呈现增长趋势。其中水平方向 X ／Z 的质点振动速度在炸药埋深为3 6m 深处达 到最大，之后降低，但在垂直方向 y 上，在爆心距 一定时，埋深越大爆破振动速度衰减越弱，监测点的 速度峰值越大。 3 表4 相同爆心距的监测结果 T a b l e4S a m eb l a s t i n gd i s t a n c em o n i t o r i n gr e s u l t s 万方数据 第3 3 卷第3 期 陈思远，周传波，蒋楠，等露天转地下采深影响下爆破振动速度传播规律 总体来看相对于露天开采，地下开采引起的坡 面质点振动速度衰减更趋缓慢，虽然边坡高程对于 爆破振动速度具有一定的放大效应，但是随着边坡 高度的减小，埋深的增加，坡面质点振动速度在一定 范围内是随之增加的，说明炸药埋深对坡面质点振 动速度的放大效应强于边坡高程的放大效应，且主 要表现在垂直方向上，但在水平方向上存在边坡高 程效应更明显的现象。 2 ．2 不同采深影响下坡体内质点振动强度特征 边坡爆破振动速度的高程放大效应是在一定的 条件下产生的，受爆破振动荷载特性及边坡坡形等 因素的影响。为了避免边坡高程效应对监测点监测 数据的干扰，只考虑采矿深度对爆破振动速度传播 规律的影响，本组实验控制监测点与爆源间的水平 距离和高程差，且所有取点均在岩体内部。在四组 实验模型中分别选取一个监测点，使其到该组模型 爆源的水平距离和高程差相同，监测点选取如下 图8 ，其中垂直方向的振动时程曲线如图9 ，监测结 果如表5 。 在排除边坡高程效应对爆破振动速度传播干扰 的情况下，通过上表中的监测数据可以看出在高程 差和水平距离一定的情况下，随着采矿深度的增 加，在3 个方向上的爆破振动速度峰值随之增大，表 明爆源越深，体波在岩体内传播过程中，能量主要损 失在破裂岩体上，传递到地表损失的能量较少，质点 振动速度峰值在各个方向上均随着采矿深度的增加 而增加；当爆源变浅离地表越近时，爆破地震波传播 到边坡边界处衍生出面波，面波发生衰减更快，使得 爆破地震波传递到地表损失的能量较多，则质点振 动速度峰值随着采矿深度的减小而减小。通过以上 对比表明在一定范围内，采矿深度的增加对爆破振 动速度在X ／Y ／Z 三个方向上存在放大效应。 图8相同高程差、水平距离监测点模型 F i g ．8 T h es a m ee l e v a t i o nd i f f e r e n c e ．h o r i z o n t a d i s t a n c em o n i t o r i n gp o i n tm o d e l l 9 4 8 3 2 1 ；2 1 0 l1 3 2 1 ；3 1 0 9 1 3 2 1 ；4 一l1 6 7 3 2 1 图9 不同埋深时垂直方向振动速度时程曲线 F i g ．9 V e r t i c a lv e l o c i t yo fm o n i t o r i n gp o i n t si nd i f f e r e n td e p t h 表5 相同高程差、水平距离监测结果 T a b l e5T h es a m ee l e v a t i o nd i f f e r e n c e 。h o r i z o n t a ld i s t a n c em o n i t o r i n gr e s u l t s 2 ．3 不同采深影响下边坡面同一质点振动强度 特征 由萨道夫斯基公式可以得知在其他条件一定的 情况下，随着爆心距的增大，爆破振动速度表现为衰 减，但当采矿深度增加时又会对爆破振动速度存在 一定的放大效应。因此，在4 个模型的边坡上选取 同一个监测点，通过研究炸药埋深不同时，对同一监 测点监测到的数据进行分析，研究爆心距与采矿深 度共同作用下爆破振动速度沿边坡面传播的衰减规 律。监测点选取情况如下图1 0 ，监测结果如表6 。 ，●o o 之o 4 o 一．，￡。一、趟制星恹删蝌 万方数据 爆破2 0 1 6 年9 月 同 图1 0 同一监测点数值模型 F i g ．1 0 T h es a m em o n i t o r i n gp o i n tn u m e r i c Mm o d e l 通过表6 中的数据发现在选取同一监测点的情 况下，水平距离一定，随着采矿深度的增加，爆心距 显著增大了，但是在X ／Y ／Z 三个方向的爆破振动速 度并未发生明显衰减。并且在垂直方向 y 上，在 爆心距与采矿深度达到最大时，振速达到最大，说明 采矿深度对爆破振动速度在垂直方向上有明显的放 大效应；在水平方向上，随着爆心距的增加，爆破振 动速度并未发生明显的衰减，其中在切向 x 上爆 破振动速度在采矿深度为2 4m 处达到最大，而在径 向 z 上爆破振动速度在采矿深度为3 6m 处达到 最大。 表6 同一监测点监测结果 T a b l e6T h es a m em o n i t o r i n gp o i n tm o n i t o r i n gr e s n i t s 在水平距离等其他条件一定的情况下，随着采 矿深度的增加，其对坡面质点振动速度产生的放大 效应强于爆破振动速度随爆心距增加的衰减效应， 且在垂直方向 y 上最为明显；但在水平方向上，质 点振动速度在一定范围内放大和衰减效应交替出 现，且差值不大，采矿深度增加的情况下质点振动速 度不具有明显的放大或衰减效应。 2 ．4 同一采深条件下坡体内质点振动强度特征 对于同一边坡坡体内的同一水平监测点，高程 作用对边坡振动速度的放大效应明显，并主要以垂 直方向振动速度放大为主一1 。但是对于岩体内部， 高程差是否会产生高程放大效应，如果存在，那么高 程差的放大效应影响范围又如何。选取采矿深度为 4 8m 的模型，在同一水平距离，不同高程差的岩体 内部选取六个监测点，通过监测数据分析爆破振动速 度在岩体内部的高程放大效应。监测点选取如下 图1 1 ，监测数据如表7 ，对监测结果绘制折线图1 2 。 罔1 1同采深测点伽髓罔 F i g ．11 T h es a m ed e p t hm o n i t o r i n gp o i n t sl a y o u t 表7 同一采矿深度监测结果统计表 T a b l e7T h es a m em i n i n gd e p t hm o n i t o r i n gr e s u l t st a b l e s 采矿潮m 繁鼍紧霎了蔫孳霎。y ／篙霎了水平脯m 高甜m 4 8 1 2 7 5 3 6 1 1 1 9 9 3 6 1 1 1 7 1 3 6 1 1 1 4 7 3 6 1 1 1 2 3 3 6 1 1 0 4 3 3 6 l 1 ．4 4 2 1 ．9 1 9 5 ．1 6 2 3 ．1 3 3 0 ．8 8 4 0 ．5 6 7 0 ．4 4 7 1 ．4 5 6 3 ．6 7 4 2 ．6 6 5 1 ．0 7 3 0 ．9 5 5 0 ．1 5 2 0 ．4 9 8 0 ．3 0 6 0 ．2 0 6 0 ．1 3 9 0 ．0 5 5 1 7 1 7 1 7 1 7 1 7 1 7 0 1 2 1 6 2 0 2 4 3 6 万方数据 第3 3 卷第3 期 陈思远，周传波，蒋楠，等露天转地下采深影响下爆破振动速度传播规律 2 9 05l O1 52 02 53 03 54 0 高程差／m 图1 2 监测结果分析折线图 F i g ．1 2 M o n i t o r i n gA n a l y s i sl i n ec h a r t 由图1 2 可以看出，当炸药埋深为4 8m ，水平距 离一定时，不同高程差的6 个点，随着高程差的增 大，爆破振动速度在3 个方向上都随着高程差的增 加而增大，当高程差达到1 6m 时，切向 x 和垂直 方向 y 的速度达到最大，之后开始衰减，但是径向 z 方向上的速度在高程差为1 2m 时已经达到最 大，之后随着高程差的增加而衰减。 以上分析可以得出结论当水平距离一定时，在 一定高程内，随着爆心距和高程差的增大，爆破振动 速度在岩体内部的高程放大效应占主导地位，其放 大效应强于随爆心距增加的速度衰减效应，且切向 X 和垂直 y 方向滞后于径向 Z 方向达到最大， 但是超过一定高程之后，质点振动速度主要表现为 随爆心距增加的衰减效应占主导地位。 3 结论 运用数值仿真技术模拟了在不同采矿深度下的 爆破过程，通过研究不同采深影响下坡面质点振动 强度特征、坡体内质点振动强度特征、坡面同一质点 振动强度特征和同一采深影响下坡体内质点振动强 度特征，得出以下几点结论 1 在爆心距一定条件下，地下开采相对于露 天开采，其坡面质点振动速度在各个方向上随深度 增加衰减更趋缓慢。采矿深度对坡面质点振动速度 具有放大效应，且在一定范围内强于边坡高程的放 大效应，在垂直方向最为明显，但在水平方向上超过 一定距离后，边坡高程放大效应占主导地位。 2 在高程差和水平距离一定条件下，随着采 矿深度的增加，爆破地震波传递到地表损失的能量 更少，使得坡体内质点振动速度在径向、切向和垂直 三个方向上的衰减均减弱。 3 在不同爆心距条件下，随着爆心距的增加， 坡面质点垂直振动速度以随采矿深度增加的放大效 应为主，且在垂直方向上最为明显，但水平方向的质 点振动速度在一定的距离范围内相差不大，不具有 明显的放大或衰减效应。 4 在同一采深条件下，岩体内部同样存在着 高程放大效应，但是只存在一定范围内；当超过一定 的高程差范围后，质点振动速度主要表现为随爆心 距增加而衰减的效应占主导地位，且径向方向上所 受影响最为突出。 参考文献 R e f e r e n c e s [ 1 ]唐海，李海波，蒋鹏灿．地形地貌对爆破振动波传播 的影响实验研究[ J ] ．岩石力学与工程学报，2 0 0 7 ， 2 6 9 1 8 1 7 - 1 8 2 3 ． [ 1 ] T A N GH a i ，L IH a l - b o ，J I A N GP e n g - c a r l ，e ta 1 ．E x p e r i m e n - t a ls t u d yo nt h ee f f e c to ft o p o g r a p h yo nt h ep r o p a g a t i o no f b l a s t i n gw a v e [ J ] ．C h i n e s eJ o u m a lo fR o c kM e c h a n i c sa n d E n g i n e e r i n g ，2 0 0 7 ，2 6 9 1 8 1 7 1 8 2 3 ． i nC h i n e s e [ 2 ] 唐海，李海波．反映高程放大效应的爆破振动公式 研究[ J ] ．岩土力学，2 0 1 1 ，3 2 3 8 2 0 - 8 2 4 ． [ 2 ] T A N GH a i ，L IH a i - b o ．S t u d yo fb l a s t i n gv i b r a t i o nf o r m u l a o fr e f l e c t i n ga m p l i f i c a t i o ne f f e c to ne l e v a t i o n [ J ] ．R o c k a n dS o i lM e c h a n i c s ，2 0 1 l ，3 2 3 8 2 0 - 8 2 4 ． i nC h i n e s e [ 3 ] 欧阳建华，李雷斌，吴亮，等．岩质凸形边坡体爆破 质点振动监测与分析[ J ] ．爆破，2 0 1 5 ，3 2 1 5 4 - 6 0 ． [ 3 ] O U Y A N GJ i a n h u a ，L IL e i - b i n ，w uL i a n g ，e ta 1 ．M o n i t o ． r i n ga n da n a l y s i so fp a r t i c l ev i b r a t i o no fc o n v e xr o c ks l o p e u n d e rb l a s t i n gl o a d i n g [ J ] ．B l a s t i n g ，2 0 1 5 ，3 2 1 5 4 - 6 0 ． i nC h i n e s e [ 4 ] 付波，胡英国，卢文波，等．岩石高边坡爆破振动局 部放大效应分析[ J ] ．爆破，2 0 1 4 ，3 1 2 1 - 7 ． [ 4 ] F uB o ，H UY i n g - g u o ，L uW e n - b o ，e ta 1 ．L o c a la m p l i f i c a - t i o ne f f e c t o fb l a s t i n gv i b r a t i o ni nh i g hr o c ks l o p e [ J ] ． B l a s t i n g ，2 0 1 4 ，3 1 2 1 - 7 ． i nC h i n e s e [ 5 ]王银涛，张昌锁，张胜利．露天矿爆破振动边坡高程效 应[ J ] ．矿业研究与开发，2 0 1 5 ，3 5 4 5 6 - 5 9 ． [ 5 ] W A N GY i n - t a o ，Z H A N GC h a n g - U O ，Z H A N GS h e n g - l i ．S l o p e a l t i t u d ee f f e c to fb l a s t i n gv i b r a t i o ni no p e n - p i tm i n e [ J ] ． M i n i n gR e s e a r c ha n dD e v e l o p m e n t ，2 0 1 5 ，3 5 4 5 6 - 5 9 ． i n C h i n e s e [ 6 ]张飞，陈永勤，张忠政，等．岩质高边坡爆破动力稳 定性分析[ J ] ．矿业研究与开发，2 0 1 5 ，3 5 1 7 2 - 7 5 ． [ 6 ] Z H A N GF e i ，C H