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《辽宁科技大学》 2015年
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露天台阶爆破震动衰减规律的试验研究

郭浩  
【摘要】:露天爆破开挖引起的爆破振动是影响矿山环境安全问题之一,随着近年来社会对环境安全的重视程度增加,迫使矿山企业提高技术解决这一问题。爆破振动不仅会造成炸药能量不必要的浪费,还会影响边坡或建构物的稳定性,威胁到矿山企业的发展。而就爆破振动本身而言,存在着瞬时性、突变性以及介质结构的复杂性,这使得爆破振动的分析研究困难重重。为此本文以爆破振动监测作为主要手段,对爆破振动效应进行监测,并从多因素对大孤山铁矿的爆破振动情况进行分析研究,以期在减小爆破振动效应的同时,提高炸药能量利用率。本文从大孤山铁矿生产爆破过程中爆破振动监测出发,针对三种破碎质量不好的典型岩石的爆破情况进行研究分析。在借鉴前人研究的基础上,从理论上对地震波的产生、传播过程进行阐述,并提出降低振动效应的措施。通过爆区现场调研与对典型岩种现场取样,钻取岩心进行室内的岩石静态试验和霍普金森压杆动态力学试验,通过获得力学性质指标确定三种岩石爆破的破碎特性。基于振动监测方案设计,对三种岩种爆区的爆破过程进行振动监测,监测得到不同岩种相同距离监测点的振动情况。从波速幅值、能量等角度对爆破振动衰减情况进行分析,并得到三种岩石的振动衰减公式。结合爆破振动信号处理技术HHT方法对数据进行处理,得到不同岩种的IMF分量、瞬时能量谱和三维能量谱,分析不同岩种的能量衰减变化情况。主要的一些结论为:(1)爆破振动衰减规律与岩种的性质有直接关系,不同岩种的衰减规律表现出不同的衰减梯度,垂直方向的峰值速度大于其它两个方向的峰值速度,其衰减程度也相对较大。瞬时能量的衰减也表现出与速度具有相同的趋势。炸药量大小、爆速大小对振动能量的分布影响也较大。(2)利用HHT分析方法得到三种岩石在不同位置处的各IMF分量、三维能量谱、瞬时能量谱,较直观地表现出不同位置处的能量分布特征,揭示了不同岩石对地震波应力响应特征及不同的传播规律。(3)通过在30m处对三种岩石地震波波速进行监测,并对三种岩石的波速和能量进行分析对比,得到磁铁石英岩和花岗岩的炸药能量利用率较低,混合岩的利用率最高。
【学位授予单位】:辽宁科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD235

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