露天采矿爆破振动过程中边坡稳定性极限分析

刘雨轩

新疆雪峰爆破工程有限公司  830000

摘要：露天采矿是一种常见的矿山开采方式，而爆破则是露天采矿中常用的采矿方法之一。在爆破作业中，爆破振动是不可避免的物理现象，其会对周围环境和工程结构产生一定影响。特别在露天采矿边坡稳定性问题上，爆破振动会直接影响边坡的稳定性，进而对整个采矿区域的安全产生重要影响。基于此，本篇文章对露天采矿爆破振动过程中边坡稳定性极限进行研究，以供参考。

关键词：露天采矿；爆破振动；边坡稳定性；极限分析

引言

露天采矿作为一种常见的矿业开采方式，爆破是其中不可或缺的环节之一。在爆破振动过程中，边坡稳定性往往受到严重挑战，可能引发边坡滑坡、坍塌等地质灾害，危及人员安全及环境保护。对于露天采矿爆破振动过程中边坡稳定性进行极限分析显得尤为重要。

1露天采矿爆破振动过程中边坡稳定性极限研究目的

通过分析边坡在爆破振动影响下的变形、应力、位移等参数，评估边坡的稳定性及其潜在风险。这有助于确定边坡的临界状态，以便采取相应的安全措施。通过分析不同爆破参数（如药量、装药方式、引爆顺序等）对边坡稳定性的影响，研究爆破参数与边坡稳定性之间的关系，以优化爆破设计，减少对边坡的不利影响。通过边坡稳定性极限分析的研究结果和成果，为相关工程实践提供科学依据和技术支持。这些结果可以指导工程师在进行露天采矿爆破作业时，有效地评估和控制边坡的稳定性，确保人员的安全和环境的保护。通过对边坡稳定性极限分析的研究，可以深入了解爆破振动对边坡的力学响应和变形行为，揭示边坡稳定性的影响机制。这可以为进一步提升边坡工程设计和治理的有效性提供理论依据。露天采矿爆破振动过程中边坡稳定性极限研究的目的是在保障采矿安全和环境保护的前提下，通过深入分析和探索边坡的稳定性行为和影响因素，为矿业开采工程提供科学、精确的技术支持，促进矿山可持续发展。

2露天采矿爆破振动过程中边坡稳定性极限分析

2.1收集数据

包括边坡岩体的地质构造、岩性、岩层倾向倾角、节理裂隙特征等信息，以及可能存在的岩体变形史和构造运动历史。包括地下水位高度、潜水埋深、水文地质条件、水文地质剖面、地下水渗流情况等信息。获取先前进行的边坡稳定性评价、边坡设计文件等相关报告，以了解工程背景和现有问题。如爆破药量、装药方式、装药位置、起爆顺序等爆破参数的选择和设计方案。如果有现场振动监测数据、位移监测数据等实测资料，也应纳入分析范围。对气象条件进行记录，特别是对风速、气压、温度等因素进行监测，这些因素可能会影响爆破振动的传播状态。

2.2爆破参数分析

爆破药量会直接影响爆破振动的强度，太大的爆炸药量可能导致过大的振动影响边坡稳定性。需要合理确定爆炸药量，确保在满足开采需求的前提下尽量减小振动对边坡的影响。不同的装药方式会导致爆炸能量释放的方式不同，从而影响振动传播路径和振动强度。在选择装药方式时，需要考虑其对边坡稳定性的影响，在实际操作中选择适合的装药方式。装药位置会影响爆破振动的传播路径和方向，对边坡稳定性产生影响。合理选择装药位置，可以减小振动对边坡的作用，降低边坡破坏风险。起爆顺序会影响爆破振动的传播方式和振动强度，对边坡稳定性具有重要影响。正确选择合理的起爆顺序，可以减小振动对边坡的影响。

2.3振动传播路径分析

首先需要了解边坡区域的地质体介质特性，比如边坡岩体的强度、密度、渗透率等。这些特性决定了振动在介质中传播的速度和路径。确认爆破源的位置，通常是爆破孔的位置。该位置将作为振动的发源点，从该点开始向周围扩散传播。根据地震学原理，振动会以球形扩展的波面传播出去。由于介质特性的不同，振动能量在传播过程中会发生衰减和反射。通过使用数值模拟方法（如有限元法）或经验公式等，可以模拟和计算振动传播路径。这包括确定位移云图、加速度云图、速度云图等，这些图示表明了振动传播的范围和强度。露天采矿边坡与周围环境相互作用直接影响振动传播路径。需要考虑岩体结构、岩层的受力状态以及地下水的存在等因素，这些因素会改变振动传播路径甚至引起边坡的失稳。如果有现场振动监测数据，可以与传播路径分析结果进行对比，以验证分析的准确性和可靠性。

3露天采矿爆破振动过程中边坡稳定性优化提升策略

3.1合理设计爆破参数

根据采矿区域的具体情况和边坡的稳定性要求，合理确定爆破药量。通常情况下，应该采用最小爆破药量满足爆破需要，以减少振动对边坡的影响。选择适当的装药方式，比如集中装药或分段装药，使爆破能量释放均匀、稳定，减少突发能量对边坡的影响。合理选择装药位置，避免直接对边坡产生过大冲击，减轻振动影响。通常尽量将装药点远离边坡，并减小装药孔的深度。良好的起爆顺序可以平衡爆破产生的能量，减小振动对边坡的冲击。通常采用从上到下、从内到外等合理的起爆顺序。在爆破方案中合理安排休止时间，以防止邻近起爆造成叠加效应，导致较大振动影响。

3.2加强边坡支护

使用岩土锚杆技术，将预制钢筋锚杆、锚索等固定在岩体内部或边坡表面，通过锚杆与岩体或边坡形成一体，增加边坡的稳定性。在需要的区域设置挡墙结构，可以是混凝土挡墙、砌石挡墙等，用以承担并分散边坡的地压力，提高整体稳定性。在边坡表面设置钢筋混凝土护坡，能够有效地防止边坡发生坍塌和滑坡，提高抗风化能力。在边坡表面种植草坪覆盖，利用植被的根系稳定土壤，减少水土流失，提高边坡的稳定性。建立有效的排水系统，及时排除地下水以及降雨引起的积水，避免地下水对边坡稳定性的影响。安装边坡监测系统，实时监测边坡的变形情况和稳定性指标，及时发现问题并采取措施。

3.3科学布置爆破孔位

科学布置爆破孔位是确保露天采矿爆破作业安全和有效的重要步骤。在确定爆破孔位时，要充分考虑边坡的地质构造、岩性、节理裂隙等情况，以及岩层的强度和稳定性，选择适合的位置进行布置。合理减小爆破孔之间的距离，有助于减小振动对边坡的影响范围，避免集中能量对边坡产生过大的影响。避免在边坡易发生滑坡或垮塌的敏感区域设置爆破孔位，减少不必要的危险和风险。根据边坡形态和爆破需求，采用合理的布局方式（如平行布置、交叉布置等），以实现爆破效果的均匀分布。根据边坡的高差和地质条件，可采用深孔、浅孔组合的布置方式，有效利用爆破能量，减小对边坡的冲击。根据具体情况合理选择孔径和孔深，确保爆破能量对边坡的影响控制在合适范围内。合理规划起爆顺序，避免邻近孔位同时爆炸导致能量叠加，在实际作业中有可能引起过大的振动。

结束语

通过本研究对露天采矿爆破振动过程中边坡稳定性的极限分析，我们深入理解了爆破振动对边坡稳定性的影响机制，并形成了一套科学有效的分析方法。本研究的结果不仅对于规范爆破作业、提高边坡稳定性具有现实指导意义，也为采矿行业的可持续发展、环境保护提供了关键参考。

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