Прогнозирование скорости сейсмических колебаний при проектировании и производстве массовых взрывов в карьерах

Б.В. Несмеянов, (доктор технических наук, профессор, МГГУ)

 

Выпуск № 6-2011

Журнал Маркшейдерия и Недропользование

Важным моментом при проектировании и производстве взрывов в карьерах является прогнозирование скорости сейсмоколебаний на охраняемых объектах, находящихся в зоне действия этих взрывов (административно_бытовые и промышленные здания, обогатительные фабрики, трансформаторные подстанции, массивы пород в районе проектного контура бортов и др.). Однако, несмотря на важность решаемой задачи и многочисленные выполненные в этом направлении исследования, до настоящего времени эта задача не имеет однозначного решения.

Ниже приведены результаты исследований по разработке методики прогнозирования скорости сейсмоколебаний при производстве взрывных работ, основанной на обобщении измерений, выполненных на ряде карьеров по добыче руд цветных металлов в различных регионах страны (более чем 750 массовых взрывов).

Для выявления зависимости скорости сейсмоколебаний от параметров взрывных работ и условий проведения взрывов среди множества фиксируемых параметров на основе факторного анализа были выделены наиболее значимые.

Ими оказались:

  • расстояние от взрыва до точки наблюдения – R, м;
  • масса одновременно подрываемых зарядов ВВ в одной ступени замедления – Q/n, кг;
  • число ступеней замедления – n, шт;
  • интервал замедления – Δτ, мс;
  • свойства массива горных пород, как проводника сейсмических волн. Записав результаты многофакторного анализа в аналитическом виде, будем иметь

(1)

где ν – скорость колебаний породных массивов в точке наблюдения, м/с; K – безразмерный эмпирический коэффициент, учитывающий влияние свойств массива горных пород как проводника сейсмических волн –  коэффициент грунтовых условий.

Так как свойства массивов горных пород зависят не только от структурно_тектонического строения, степени нарушенности и типов слагающих их пород (П.С. Миронов, А.Б. Фадеев и др.), но и существенно изменяются даже в одной конкретной точке в зависимости от времени года, при определении численных значений коэффициента К результаты наблюдений следует обрабатывать с учетом этого фактора.

Анализируя результаты собственных наблюдений за массовыми взрывами в карьерахи результаты других авторов (П.С. Миронов, В.Л. Барон, В.Х. Кантор, В.Ф. Богацкий, В.Х. Пергамент и др.), можно сделать вывод о том, что зависимость скорости сейсмоколебаний от расстояния до взрыва и массы одновременно подрываемых зарядов ВВ в одной группе замедления Q/n выражается степенной функцией. Это позволяет конкретизировать выражение (1), преобразовав его к виду

(2)

где a,в, – безразмерные эмпирические коэффициенты, учитывающие влияние условий проведения взрывов.

Для определения численных значений коэффициентов a и в целесообразно использовать метод последовательных приближений. При этом, для оценки показателя степени при Rв следует использовать  результаты взрывов, резко отличающихся по расстоянию R и близких по другим параметрам, а для оценки показателя степени при Q/n–a результаты взрывов, отличающихся по массе одновременно подрываемых зарядов ВВ в одной группе замедления Q/n. Вычисления продолжают до тех пор, пока ряды значений параметров a и в не сойдутся.

Очевидно, что функция f(n,Δτ) характеризует параметры интерференционной картины сейсмических волн, возникающих при подрыве определенной ступени. Тогда, пользуясь принципом суперпозиции волн, можно оценить величину суммарной скорости колебаний от n источников, разделенных во времени интервалом Δτ с учетом затухания колебаний во времени.

Читать далее

© Б.В. Несмеянов, "Маркшейдерия и недропользование" № 6 - 2011г.

 
 
 

Новости Компаний