露天礦山開挖邊坡爆破振動損傷規律及穩定性分析

陳 濤，黃浩軒，王 珍

(1.黃河科技學院 建筑工程學院，河南 鄭州 450000；2.中國煤炭科工集團 沈陽煤炭設計院，遼寧 沈陽 110000)

露天礦山開采過程中，由于頻繁受到爆破振動作用，邊坡破壞機制及穩定性分析極為復雜，對露天礦山安全生產造成嚴重威脅[1，2]。邊坡爆破振動損傷規律及穩定性分析的研究工作可追溯至20世紀60年代初期，經過幾代學者不懈努力取得了諸多代表性成果[3-6]。

邊坡爆破振動損傷規律及穩定性分析是一個復雜的、涉及多個相關學科的地質力學問題，國內外眾多學者從不同角度探究該問題的解法，取得了可喜的成果。但由于開挖過程中爆破振動作用是一個反復、持續的過程，對于多次爆破振動作用下邊坡巖體累積損傷規律的研究基本沒有涉及，而露天礦山滑坡演化恰恰存在這種時間效應。針對該問題，本文綜合運用工程地質調查、現場試驗與測試、理論分析與數學計算等方法，建立邊坡爆破累計損傷計算模型，確定滑坡發生的時間及破壞區域，并通過FLAC3D數值模擬軟件驗證計算結果，達到邊坡潛在危險提前預警與防治的目的。

1 邊坡損傷模型的建立介紹

1.1 爆破荷載的量化

選取典型露天礦山為工程背景，本礦山開挖邊坡爆破過程中，臺階高度h=12m，每次爆破孔數為50個，采用矩形布孔方式，共設置炮孔排數為5排，每排炮孔個數為10個。炮孔孔距a=4m，行距b=3m，炮孔孔深h′=12m，孔底無超深。爆破炸藥類型選取為乳化炸藥，單孔裝藥量q=50kg，總裝藥量Q=2.5t，裝藥方式為分段裝藥，起爆方式為毫秒微差起爆。……