露天高陡型边坡爆破振动监测和稳定性分析 - 52监测网

采用现场爆破振动监测方法，对边坡进行爆破振动监测，并结合Geo-Studio二维仿真软件对爆破振动作用下的边坡稳定性进行研究。研究结果表明：随着边坡高程的增加，测点峰值振动速度逐渐减小，少部分存在高层放大效应；个别测点的爆破振动速度过大，即将超过爆破振动安全允许标准，主要原因是爆破单段药量过大，故需进行爆破参数优化。通过数值模拟分析，当边坡整体安全系数在1.050～1.152之间，在爆破振动作用下，边坡局部容易出现失稳。主要表现为：+202 m平台，在断层构造的影响下，边坡坡脚和坡顶瞬态变形量较大，极易在强降雨条件和爆破扰动下发生局部滑塌，需要对边坡加强监测和维护并采取一定的加固措施。

边坡稳定性是露天矿山生产爆破的关注重点，露天边坡失稳将直接影响矿山生产活动和人员安全。除了受边坡岩体岩性及结构面控制，边坡稳定性还受采矿作业过程中的爆破振动影响。

近年来，学者采用现场监测、数据分析、数值模拟等方法分别研究了露天边坡爆破振动的传播规律，取得了一些研究成果。胡志强等通过研究铁矿地震波传播及衰减规律，提出了对保护边坡起到有效作用的减震爆破措施；刘连生等利用正交经验模态分解方法，研究了边坡爆破振动信号的频谱特征；刘建成等对收集到的边坡振动信号进行处理，研究了不同爆破间隔时间对反应谱特征的影响；张声辉等结合爆破振动监测，利用小波变换分解和反应谱分析，研究了爆破振动信号在各频带的能量分布特征；漆佳裕等为研究某矿山边坡的稳定性，建立了Dimine软件三维模型，分析得出该矿总体边坡较稳定，但后续开采仍需加强边坡监测。上述研究成果，为露天矿边坡的稳定性研究奠定了一定的基础。

为了解和掌握永平铜矿爆破振动对露天边坡稳定性的影响，本文结合现场实际条件，借助爆破振动监测系统，分别对5次爆破振动数据进行分析，并采用Geo-studio软件建立边坡数值计算模型，分析爆破振动作用下露天边坡的稳定性，为露天边坡的安全生产提供技术指导。

Fig.1　Location of detonation source and arrangement of measuring points

Fig.2　Site condition of measuring point pouring and vibration monitoring

Fig.3　Trend chart of peak velocity change in each direction（a）Tangential；（b）Vertical；（c）Radical

Fig.4　Typical profile used for blasting vibration stability analysis

图5　爆破振动下边坡应力应变场分布（a）Y向；（b）X向

Fig.5　Distribution of slope stress-strain field under blasting vibration（a）Y dimension；（b）X dimension

图6　边坡稳定性典型滑动面及时程曲线（a）径向；（b）垂向

Fig.6　Typical sliding surface and time course curve of slope stability（a） Radical；（b） Vertical

（2）在爆破振动扰动下，边坡容易出现失稳状态，尤其是+202 m平台，由于断层构造的发育，坡顶和坡脚瞬态变形量较大，极易在强降雨状态和爆破扰动下发生滑塌。

（3）通过Geo-studio软件对边坡进行动力稳定性分析，得出边坡安全系数在1.050～1.152之间，典型滑移面在110~370 m之间，危险滑移面在190~210 m之间；部分边坡处于欠稳定到基本稳定状态。

通过现场监测以及数值模拟对爆破振动作用下边坡稳定性进行研究，均发现部分边坡处于欠稳定状态，故爆破振动对边坡的稳定性的影响不容忽视，需要对爆破参数进行优化和对边坡采取一定的加固措施。