深孔爆破对临近厂房的影响测试

孙 平，傅其忠，高 波

（1.安徽理工大学化学工程学院， 安徽 淮南232001； 2.芜湖市鑫泰爆破服务有限公司，安徽 芜湖241200； 3.安徽江南化工股份有限公司， 安徽 宣城242310）

深孔爆破是一种钻孔直径大于75mm、孔深大于5m的炮孔爆破技术。它具有单位钻孔作业量小、炸药单位消耗低和便于机械施工进行爆破、挖装、运输作业等优点，广泛应用于露天和地下开挖工程［1］。但当深孔爆破现场附近存有建筑物或生活民居时，就会造成一定的爆破振动影响，所以爆破前的测振工作就尤为重要了。本文利用深孔爆破技术来检测此次爆破是否在安全允许范围内，从而确定此次操作的可行性。

1 工程概况

玉环大麦屿西山普通石料矿开挖工程位于小麦屿村西约200m，属工程性石矿，最大开挖深度约80m，属分层台阶爆破。矿石性质为凝灰岩，比重2.4～2.7，硬度系数f＝8～12，主要采用中深孔爆破方法，一次爆破药量在5t以下。采用非电毫秒雷管起爆，孔内分段微差与孔外排间微差相结合，最大段药量一般在200kg以内。

爆区东面有村庄，爆区与小麦屿村民房最近直线距离约200m，距离爆区东面170～250 m左右是大麦屿中直粮库。中直粮库和小麦屿村内建筑物地基大部分是在山脚及硬土地基上，少部分是淤泥地面上用石渣回填而成。

2 爆破实施方案与检测方法

2.1 爆破施工技术参数

本次爆破的爆区高程约为30m，梯段高度为15m，钻孔角度为85°，孔数为15个，孔深为为16.5m，装药长度为12m，孔网参数为，孔距为6m，排距为4m，前排上眉抵抗线为3.5m，前排下眉抵抗线为4.5m，总炸药量为1 200kg，采用非电毫秒雷管起爆，孔内装4～9段雷管，孔外用9段雷管进行接力式延时，最大段药量102kg。

2.2 检测系统基本原理

检测系统由传感器、中间交换器及记录装置三部分组成，其原理如图1所示。

图1 检测原理图

上述检测系统的基本原理可以描述如下：传感器感应到被测物体的非点物理量（如振动速度、加速度、位移等）后，将感受到的物理量按照设备内部相对应的关系，转换成能被设备识别的物理量（一般为电量），经过放大器放大后，中间变换器把放大后的电量信号转换成易于显示、记录和处理的信号，再通过记录装置保存这些能为人们所识别的信号［2］。

2.3 试验部分

此次试验是在UBOX20016便携式爆破振动测试仪和与PS－4.5、PSH－4.5速度传感器下，通过传感器和振动测试仪在现场采集数据，然后通过USB接口，将振动测试仪连接到装有爆破振动检测专用软件的计算机上，由计算机系统读取和分析检测数据。

2.4 测点布置

在检测爆破振动中，测点布置非常重要，它对爆破振动测试的效果及观测数据的应用价值有着直接影响［4］。根据此次测试的目的和现场条件等因素，测点布置遵循了以下原则：

本次检测的目的主要是验证玉环县大麦屿港口治理工程中深孔爆破对附近居民生活区和厂房的影响，因此测点应布置在离爆区距离最近的建筑物附近和村民反映较大的区域；

测点应布置在离建筑物附近的地面上；

测点应尽量布置在基岩上，或是能代表本区域振动特性的原始软地基上。避免回填区、断裂带及下部有空洞和岩性不均匀的地点。

2.5 检测点的布置

本次检测安排仪器设备6台，布置检测点3个。

1号检测点布置在爆区西南方向一机械厂房内部靠外边缘部位，距离爆区约90m；2号检测点布置在爆区正西方向另一机械厂房内部靠外边缘部位，距离爆区约150m；3号检测点布置在爆区西北方向另一机械厂房内部靠外边缘部位，距离爆区约100m。

3 结果与讨论

玉环县大麦屿港口治理工程1号、2号、3号测点垂直波形和水平波形如图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，其相应的质点最大振动速度见表1，爆破振动安全允许标准（摘录）见表2。

表1 仪器设备设置参数和检测数据

图2 B11－2－4地块治理工程1号点垂直波形

图3 B11－2－4地块治理工程1号点水平波形

图4 B11－2－4地块治理工程2号点垂直波形

图5 B11－2－4地块治理工程2号点水平波形

图6 B11－2－4地块治理工程3号点垂直波形

图7 B11－2－4地块治理工程3号点水平波形

表2 爆破振动安全允许标准（摘录）

由表1和图1、图2可知1号检测点垂直方向的振速最大，为1.406cm／s，主频为22.217Hz；表1和图3、图4可得出2号检测点垂直方向的振速最大，为1.312m／s，主频为49.072Hz；同样，从表1和图5、图6可知3号检测点水平方向的振速最大，为1.111cm／s，主频为34.424Hz。将表1中的试验数据与表2中爆破振动安全允许标准相对照，可以看出其深孔爆破的最大振动速度在安全允许的范围之内，此次操作是安全可靠的。

4 结论

本次爆破振动检测数据分析结果中，1号、2号测点垂直方向最大振动速度大于水平方向最大振动速度，3号测点水平方向最大振动速度大于垂直方向最大振动速度，其中1号检测点垂直方向振动速度最大，为1.406cm／s，主振频率为22.217Hz，本次测试的主振频率均在20～60Hz之间。最大振动速度在GB6722－2003《爆破安全规程》规定的“安全允许振速”范围内。

［1］张继春，宋小林，郭学彬，等.深孔爆破条件下岩体软弱夹层变形特性研究［J］.中国铁道科学，2008，29（2）：77.

［2］张翔宇，窦林名，王晓亮，等.深孔爆破防治煤柱冲击参数优化及应用［J］.采矿与安全工程学报，2009，26（3）：293.

［3］杨军，孙振.爆破振动对周围环境的影响［J］.四川建筑，2004，（6）：103－104.

［4］史雅语，金骥良，顾毅成.工程爆破实践［M］.合肥：中国科学技术大学出版社，2002.