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JDC露天矿临近隧洞微差爆破降振技术研究

黄金香  
【摘要】:东川河引水隧洞距离JDC露天采场较近,且其围岩节理、断层构造极为发育,围岩的稳定性极差,矿山生产爆破振动对隧洞的安全有不利影响。因此,降低生产爆破振动成为亟待解决的问题。微差爆破是控制爆破振动有害效应最有效的手段之一,合理选择微差时间是提高微差爆破降振效果的技术关键。 在进行东川河隧洞围岩地质结构分析的基础上,借鉴国内外微差爆破降振效应研究成果,通过数值模拟研究了爆破荷载作用下隧洞的动态响应规律,并利用数值模拟、爆破地震波频带能量分析和现场试验的方法对不同微差时间的降振作用进行了深入探讨,取得的主要成果如下: (1)采用动态测试系统,对东川河引水隧洞衬砌在爆破振动作用下的振速等进行测试;整理分析测试数据,找出不同条件下隧洞衬砌的振速和动态变形规律,并进行了安全评估。 (2)以JDC南露天矿台阶爆破参数为基础,运用LS-DYNA显式非线性动力分析有限元程序分别建立了微差时间0ms,25ms,42ms和65ms的双孔微差爆破有限元模型,通过模拟所得的各节点峰值振速在相同孔网参数和爆心距、不同微差时间下的对比可知42ms微差时间下各节点处的峰值振速总体偏小,从而说明42ms微差间隔时间下的降振作用最大。 (3)基于爆破地震波频带能量分析观点,分析得出了相同孔网参数和爆心距、不同微差时间质点的总能量,得出不同微差时间的爆破总能量衰减率,进而通过不同微差时间爆破总能量的衰减率对比,进一步证明42ms的最佳减振效果。 (4)通过现场试验,对比分析了相同爆心距和孔网参数的双孔微差爆破和齐发爆破的峰值振速,得出双孔微差爆破的峰值振速降振率,进一步说明微差爆破降振率分析的正确性。 现场实践表明,论文成果对矿山爆破设计合理选择微差时间、有效降低爆破振动提供了参考依据,对临近隧洞爆破振动控制有重要的指导意义,可供类似矿山或工程借鉴。


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