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冒落矿震强度预测试验研究
2011-04-15
冒落矿震可能诱发一定范围内地下工程失稳,导致更大范围内采空区大面积冒落。基于振速来衡量 矿震强度,通过室内岩石块落物冲击试验,总结了下落岩块位势能与诱发基座振动速度的关系;在此基础上,通过 在井下特定环境下的抛掷岩石块测振试验,探讨了岩石冲击底板引发的振动效应,并研究了岩层中振速的衰减规 律,建立了采空区冒落矿震强度的预测模型。
SAerpierislꢀNo2041118 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 20总11第年 4第184期期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ METAL MINE 冒落矿震强度预测试验研究 肖 ꢀ 刚 (ꢀ山 东郑 理怀工 昌大 学ꢀ )胡 ꢀ 龙 摘 ꢀ 要 ꢀ 冒 落 矿 震 可 能 诱 发 一 定 范 围 内 地 下 工 程 失 稳 , 导 致 更 大 范 围 内 采 空 区 大 面 积 冒 落 。 基 于 振 速 来 衡 量 矿 震 强 度 , 通 过 室 内 岩 石 块 落 物 冲 击 试 验 , 总 结 了 下 落 岩 块 位 势 能 与 诱 发 基 座 振 动 速 度 的 关 系 ; 在 此 基 础 上 , 通 过 在 井 下 特 定 环 境 下 的 抛 掷 岩 石 块 测 振 试 验 , 探 讨 了 岩 石 冲 击 底 板 引 发 的 振 动 效 应 , 并 研 究 了 岩 层 中 振 速 的 衰 减 规 律 , 建 立 了 采 空 区 冒 落 矿 震 强 度 的 预 测 模 型 。 关 键 词 ꢀ 冲 击 振 动 ꢀ 振 动 速 度 ꢀ 冒 落 矿 震 ꢀ 强 度 预 测 Study on Strength Prediction of Cavein Mine Tremor Xiao(Gangꢀ Zheng Huaichangꢀ Hu Long Shandong University of Technology) Abstractꢀ Underground engineering structures losing its stability is possibly induced by cavein mine tremor, resulting in large cavein of rocks roof in minedout area Based on velocity to measure the shock strength of mine, this paper sum marized the relationship between the vibration velocity of base rock and the potential energy of fall rocks by the laboratory impact experiment of rock block fallings Based on this, through tests of throwing rocks, the vibration effect caused by the impact of rocks to floor and the attenuation rules of velocity in rock layers are discussed and studied, establishing a strength prediction model of the cavein mine tremor in minedout area Keywordsꢀ Impact vibration, Vibration velocity, Cavein mine tremor, Strength prediction ꢀ ꢀ 在 非 煤 矿 山 采 空 区 诱 发 的 各 类 灾 害 中 , 矿 震 和 度 峰 值 ( PGV) 作 为 判 据 。 我 国 1986 年 公 布 的 《 爆 破 安 全 规 程 》 及 2003 年 修 订 的 《 爆 破 安 全 规 程 》 都 是 以 PPV 作 为 衡 量 建 筑 物 和 构 筑 物 的 安 全 标 准 。 相 关 研 究 通 过 在 地 表 建 造 相 似 工 程 , 模 拟 试 验 研 究 了 石 块 下 落 冲 击 诱 发 地 表 振 动 速 度 与 岩 块 质 量 及 下 落 高 度 关 系 4] 。 为 研 究 石 膏 矿 山 采 空 区 冒 落 引 起 矿 震 的 危 害 , 本 研 究 测 试 不 同 石 膏 岩 块 质 量 和 下 落 高 度 情 况 下 石 膏 岩 块 冲 击 碰 撞 石 膏 基 座 岩 体 引 起 的 振 速 变 化 , 寻 求 石 膏 基 座 振 速 变 化 与 石 膏 岩 块 质 量 、 下 落 高 度 间 的 关 系 。 基 于 室 内 试 验 和 现 场 测 试 , 试 图 建 立 冒 落 矿 震 的 模 拟 模 型 。 高 速 的 空 气 冲 击 气 浪 危 害 较 为 严 重 , 且 具 有 一 定 的 普 遍 性 。 2004 年 2 月 16 日 , 广 东 省 兴 宁 市 叶 塘 石 青 二 矿 发 生 大 面 积 冒 顶 死 亡 6 名 矿 工 的 事 故 , 广 东 地 震 台 记 录 到 里 氏 3 98 级 地 震 。 2005 年 11 月 6 日 , 河 北 省 邢 台 县 尚 汪 庄 石 膏 矿 区 发 生 死 亡 37 人 的 [ [ 1] 。 坍 塌 事 故 , 河 北 地 震 台 记 录 到 里 氏 3 7 级 地 震 矿 震 破 坏 具 有 在 瞬 间 完 成 、 来 势 凶 猛 、 过 程 极 短 、 先 兆 不 明 显 等 特 点 , 难 以 预 报 。 近 年 来 国 内 外 对 于 采 空 区 灾 害 特 别 是 矿 震 灾 害 研 究 较 多 , 更 多 的 是 对 于 构 造 型 矿 震 的 研 究 。 据 统 计 , 在 矿 山 发 生 的 矿 震 中 , 冒 落 型 矿 震 占 80% 以 上 23] 。 冒 落 矿 震 破 坏 动 能 通 过 冲 击 空 场 底 板 和 下 盘 再 传 递 给 其 他 的 地 下 工 程 结 构 体 及 各 采 场 , 使 其 发 生 垮 塌 等 破 坏 。 目 前 国 内 外 的 工 程 爆 破 界 是 以 质 点 振 动 速 度 峰 值 ( PPV) 来 衡 量 地 面 振 动 强 度 , 如 美 国 矿 业 局 ( USMBE) 和 露 天 矿 复 垦 管 理 局 ( OSMRE) 分 别 制 定 了 各 自 的 标 准 , 将 此 两 个 标 准 合 成 以 后 , 成 为 目 前 国 际 上 比 较 流 行 的 爆 破 振 动 安 全 判 据 , 该 标 准 以 不 同 频 率 地 面 震 动 速 [ 1ꢀ 室 内 岩 石 冲 击 诱 发 振 动 试 验 研 究 采 空 区 上 部 岩 体 冒 落 时 , 冒 落 岩 体 的 势 能 转 化 为 对 底 板 的 冲 击 功 和 对 采 空 区 内 空 气 压 缩 做 功 。 按 其 做 功 产 生 的 效 应 不 同 , 对 底 板 的 冲 击 功 转 化 为 造 成 岩 体 冲 击 破 碎 的 冲 击 破 碎 能 、 对 底 板 冲 击 变 形 的 肖 ꢀ 刚 ( 1983— ) , 男 , 山 东 理 工 大 学 资 源 与 环 境 工 程 学 院 , 硕 士 研 究 生 , 255049 山 东 省 淄 博 市 。 · 137· 总 第 418 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2011 年 第 4 期 冲 击 变 形 能 和 激 发 矿 震 的 振 动 能 。 采 空 区 内 空 气 压 缩 做 功 转 化 为 冲 击 气 浪 的 动 能 和 冲 击 采 空 区 矿 壁 的 冲 击 功 , 这 个 冲 击 功 同 样 具 有 冒 落 岩 体 冲 击 功 的 3 个 作 用 效 果 。 由 于 作 用 介 质 ——— 空 气 的 特 性 和 该 能 量 较 小 的 特 点 , 其 前 两 个 能 量 所 占 比 重 较 小 , 可 以 忽 略 不 计 , 一 般 可 将 其 全 部 视 为 诱 发 矿 震 的 振 动 能 。 已 有 的 研 究 56] 表 明 , 岩 块 下 落 碰 撞 底 板 岩 体 过 程 中 , 岩 块 本 身 的 势 能 可 能 转 化 为 如 下 几 个 方 面 的 能 量 : 引 发 底 板 振 动 的 能 量 , 碰 撞 造 成 部 分 岩 石 破 碎 的 破 碎 能 , 声 能 , 引 起 温 度 增 加 的 热 能 , 弹 、 塑 性 变 形 能 等 。 ( 2) 石 膏 规 格 变 化 。 分 别 测 试 前 述 4 种 规 格 试 块 下 落 冲 击 底 座 岩 体 的 振 速 及 其 变 化 , 每 种 厚 度 测 试 3 次 , 取 平 均 值 。 ( 3) 测 点 和 落 点 设 置 。 UBOX - 20016 爆 破 振 动 记 录 仪 的 4 个 测 振 探 头 分 别 布 置 在 振 动 台 的 4 个 角 上 , 调 整 落 物 支 架 和 夹 具 位 置 使 石 膏 岩 块 的 落 点 在 振 动 台 的 中 心 处 ( 见 图 1 所 示 ) 。 [ 冒 落 岩 体 冲 击 底 板 岩 层 , 在 底 板 岩 层 中 引 起 振 动 , 振 动 以 应 力 波 的 形 式 在 底 板 岩 层 中 传 播 。 应 力 波 的 传 播 过 程 乃 是 一 个 行 进 的 扰 动 , 也 是 能 量 从 介 质 的 一 点 传 递 给 另 一 点 的 反 映 。 施 加 在 弹 性 体 中 的 力 不 能 立 刻 传 到 物 体 的 各 部 分 , 而 是 通 过 力 所 引 起 的 形 变 , 以 弹 性 波 的 形 式 渐 渐 传 播 至 物 体 的 各 部 分 。 在 天 然 的 岩 体 中 存 在 颗 粒 结 构 、 裂 纹 、 杂 质 以 及 各 种 节 理 、 裂 隙 、 断 层 和 夹 层 等 , 它 们 使 得 应 力 波 在 介 质 中 传 播 时 产 生 散 射 。 岩 体 中 应 力 波 在 传 播 过 程 中 , 介 质 存 在 着 内 摩 擦 、 弹 性 滞 后 、 塑 性 流 动 , 将 产 生 弹 性 波 动 能 的 吸 收 现 象 。 介 质 对 冲 击 振 动 波 的 吸 收 程 度 随 介 质 的 破 碎 度 和 松 散 度 的 增 大 而 增 大 , 散 射 和 图 1ꢀ 试 验 设 备 布 置 示 意 1 3ꢀ 试 验 结 果 分 析 由 测 点 和 落 点 设 置 情 况 可 知 , 4 个 测 点 到 振 动 台 中 心 距 离 l 相 等 , 即 l = 0 424 m。 试 验 中 UBOX - 20016 爆 破 振 动 记 录 仪 测 得 振 动 波 形 。 分 析 冲 击 振 动 波 形 , 整 理 实 验 室 内 石 膏 岩 块 冲 击 石 膏 基 座 振 速 数 据 如 表 1 所 示 。 表 1ꢀ 室 内 石 膏 试 块 冲 击 基 座 岩 块 测 试 振 速 振 速 / ( cm/ s) 高 度 吸 收 现 象 使 得 岩 石 传 播 的 应 力 波 强 度 迅 速 衰 减 78] 。 [ / m 规 格 1 规 格 2 规 格 3 规 格 4 0  3  4  5  6  7  8 1 635 1 812 2 566 3 318 3 335 3 632 3 632 [ 3 202 3 624 4 076 6 134 6 968 7 149 7 235 4 928 5 826 6 463 7 846 8 742 9 081 10 081 10 873 12 626 13 886 14 551 14 576 15 856 16 873 为 模 拟 现 场 冒 落 冲 击 振 动 , 设 计 室 内 试 验 。 0 1  1ꢀ 试 验 设 计 及 设 备 0 0 0 0 ( 1) 振 动 试 验 台 。 根 据 试 验 目 的 , 振 动 基 座 选 取 规 格 为 0 6 m × 0 6 m × 0 12 m 的 石 膏 厚 板 , 架 设 在 由 2 块 工 字 钢 构 成 的 减 震 系 统 上 , 地 面 基 础 平 整 , 石 膏 板 上 表 面 平 整 。 0 9 ꢀ ꢀ 相 关 研 究 4] 表 明 , 诱 发 冲 击 振 动 的 能 量 ( 下 落 岩 块 的 位 势 能 ) 、 岩 石 落 地 点 与 测 点 的 距 离 、 现 场 地 质 地 形 条 件 等 是 影 响 振 速 的 主 要 因 素 。 在 本 试 验 中 , 测 点 与 落 地 点 的 距 离 是 相 同 的 , 所 以 主 要 考 虑 下 落 岩 石 的 质 量 m 和 下 落 高 度 h 对 振 速 的 影 响 。 基 于 葛 克 水 、 吕 涛 等 人 关 于 振 速 计 算 公 式 的 研 ( 2) 落 物 支 架 及 夹 具 。 支 架 带 有 标 度 竖 杆 、 可 伸 缩 , 上 部 夹 具 操 作 灵 活 、 方 便 。 ( 3) 石 膏 试 块 。 要 求 石 膏 试 块 无 可 见 破 损 , 表 面 尽 量 平 整 , 试 块 几 何 尺 寸 误 差 不 超 过 0 1 cm。 规 格 分 别 选 用 6 cm × 6 cm × 6 cm, 8 cm × 8 cm × 8 cm, 1 0 cm × 10 cm × 10 cm, 12 cm × 12 cm × 12 cm 4 种 。 究 [ 910] , 构 造 振 速 的 计 算 公 式 为 ( 4) 试 验 测 试 仪 器 。 室 内 试 验 测 试 采 用 UBOX x v = km hy , - 20016 爆 破 振 动 记 录 仪 , 该 仪 器 带 有 4 个 测 振 探 ( 1) 头 , 可 同 时 测 试 4 个 测 点 振 速 。 式 中 , v 为 基 座 岩 石 的 振 动 速 度 ; m 为 下 落 岩 石 的 质 量 ; h 为 岩 石 的 下 落 高 度 ; k 为 系 数 , 受 冲 击 岩 石 的 岩 性 等 因 素 影 响 。 1  2ꢀ 试 验 方 案 ( 1) 高 度 变 化 。 分 别 测 试 0 3, 0 4, 0 5, 0 6, 0  7, 0 8, 0 9 m 高 度 下 石 膏 试 块 下 落 冲 击 振 动 台 的 用 线 性 回 归 法 求 下 落 岩 石 的 质 量 指 数 x 和 下 落 高 度 的 指 数 y 的 过 程 如 下 : 振 动 速 度 及 其 变 化 , 每 个 高 度 试 验 3 次 , 取 平 均 值 。 · 138· ꢀ ꢀ ꢀ 肖 ꢀ 刚 等 : 冒 落 矿 震 强 度 预 测 试 验 研 究 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2011 年 第 4 期 对 公 式 ( 1) 取 对 数 得 一 解 , 再 由 变 量 代 换 关 系 求 得 k = ea 。 lnv = lnk + xlnm + ylnh ( 2) ( 3) 对 表 1 中 石 膏 冲 击 石 膏 试 验 数 据 , 按 照 上 述 过 程 处 理 可 求 得 k = 6 334 3, x = 0 853 4, y = 0 679 8。 所 以 振 速 的 计 算 公 式 为 令 f = lnv, a = lnk, b = lnm, c = lnh, 则 f = a + xb + yc 0  853 4 0 679 8 ꢀ ꢀ 根 据 最 小 二 乘 法 原 理 , 确 定 参 数 k, x, y 值 使 试 v = 6 334 3m h  ( 8) 验 测 试 所 得 振 速 值 f = lnv 与 ( 3) 式 拟 合 值 ꢀ ꢀ 岩 石 在 不 同 加 载 应 力 水 平 下 所 表 现 出 来 的 变 形 特 性 是 不 同 的 : 当 加 载 应 力 较 小 ( 下 落 岩 体 的 位 势 能 较 小 ) 时 , 岩 石 呈 似 弹 性 ; 当 加 载 应 力 较 大 ( 下 落 岩 体 的 位 势 能 较 大 ) 时 , 岩 石 呈 弹 脆 性 ; 当 加 载 应 力 很 大 ( 下 落 岩 体 的 位 势 能 很 大 ) 时 , 岩 石 由 脆 性 向 塑 性 转 变 。 室 内 试 验 得 出 的 振 速 预 测 模 型 式 ( 8) 也 正 反 映 了 这 一 规 律 : 振 速 v是 下 落 岩 块 质 量 h 和 下 落 高 度 h 的 二 元 上 凸 函 数 , 即 振 速 v 随 下 落 岩 块 质 量 m、 下 落 高 度 h 的 增 大 而 增 大 , 但 增 长 的 速 度 逐 渐 变 慢 。 i i f = a + xb + yc = lnk + xlnm + ylnhi i i i i 2 的 偏 差 最 小 , 即 求 残 差 平 方 和 M 的 最 小 值 。 2 8 M2 = ( fi - a - xbi - yci ) 2 , ( 4) ∑ i = 1 式 中 , M2 为 残 差 平 方 和 ; fi 为 试 验 测 试 所 得 振 速 值 ; v 为 试 验 测 试 所 得 速 度 ; m , h 为 所 测 振 速 为 v 时 对 i 应 下 落 岩 石 质 量 和 下 落 高 度 。 i i i 根 据 二 元 函 数 的 极 值 定 理 , M2 取 最 小 值 的 必 要 条 件 为 2 ꢀ 现 场 测 试 2 M a    = = = 0 2 1ꢀ 现 场 地 质 地 形 条 件 及 测 试 仪 器  2  峄 城 石 膏 矿 赋 存 于 第 二 岩 性 段 地 层 中 , 与 地 层 产 状 一 致 , 走 向 约 90°, 倾 向 南 北 , 倾 角 2° ~ 11°。 矿 体 厚 度 大 , 品 位 高 、 埋 藏 浅 。 顶 板 和 底 板 岩 性 均 为 紫 红 色 、 杂 色 砂 质 泥 岩 、 泥 岩 、 钙 质 泥 岩 和 粉 砂 岩 , 并 夹 有 数 层 灰 白 色 泥 灰 岩 。 地 表 大 部 分 被 第 四 系 松 散 沉 积 物 覆 盖 。    M 0 , ( 5)   x  2 M   0   y 即 28 ( ( ( fi - a - xbi - yci ) = 0 ∑    i = 1 峄 城 石 膏 矿 普 遍 采 用 浅 孔 落 矿 房 柱 法 开 采 , 现 场 试 验 在 峄 城 区 峨 山 二 矿 井 下 210 m 左 右 进 行 , 选 取 地 基 石 板 完 整 、 平 滑 的 地 板 布 设 测 点 , 并 设 计 抛 落 岩 块 的 落 地 点 在 同 一 块 石 板 上 。 抛 落 岩 块 落 地 时 对 底 板 岩 层 产 生 冲 击 振 动 , 用 IDTS - 3850 振 动 记 录 仪 记 录 其 振 动 大 小 。 反 复 多 次 , 将 试 验 测 试 的 数 据 经 过 数 学 、 力 学 理 论 分 析 , 寻 找 出 振 动 大 小 和 各 个 自 变 量 的 关 系 为 28 fi - a - xbi - yci ) bi = 0 ( 6) ∑ i = 1   28  fi - a - xbi - yci ) ci = 0 ∑ i = 1 整 理 得 28 28 28 28 a + x bi + y ci = fi 28 ∑ ∑ ∑ ∑    i = 1 i = 1 28 i = 1 i = 1 28 28 abi + x b2i + y bi ci = fi bi  ( 7) v = f( m, h, L) , ( 9) ∑ ∑ ∑ ∑ i = 1 i = 1 28 i = 1 28 i = 1 28   式 中 , v 为 冲 击 振 动 速 度 ; f 为 冲 击 振 动 速 度 函 数 ; m 为 塌 落 体 质 量 ; h 为 塌 落 体 高 度 ; L 为 测 点 与 落 地 点 的 距 离 。 28 2  aci + x bi ci + y c = fi ci ∑ 若 系 数 行 列 式 ∑ ∑ i ∑ i = 1 i = 1 i = 1 i = 1 最 后 得 出 不 同 测 点 距 离 , 不 同 高 度 , 不 同 抛 落 岩 体 质 量 的 振 动 衰 减 公 式 。 2 8 28 2 8 bi ci ∑ ∑ i = 1 i = 1 每 次 测 试 布 设 3 个 测 点 对 振 动 波 横 波 振 速 进 行 测 试 , 现 场 测 点 布 置 如 图 2 所 示 , 测 试 结 果 如 表 2 所 示 。 28 28 28 2 bi ∑ bi ∑ bi ci ≠ 0 , ∑ i = 1 i = 1 i = 1 28 28 28 2 ci ∑ bi ci ∑ c i ∑ 2 2ꢀ 现 场 测 试 结 果 分 析 i = 1 i = 1 i = 1 井 下 岩 石 试 块 抛 落 冲 击 振 速 测 试 结 果 见 表 2。 则 由 线 性 方 程 组 ( 7) 可 以 求 得 待 定 参 数 a, x, y 的 唯 · 139· 总 第 418 期 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 金 ꢀ ꢀ 属 ꢀ ꢀ 矿 ꢀ ꢀ 山 ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ ꢀ 2011 年 第 4 期 ꢀ ꢀ 现 场 地 形 地 质 条 件 复 杂 , 影 响 测 点 振 动 速 度 的 因 素 众 多 , 其 中 抛 落 岩 块 最 初 所 具 有 的 势 能 E = mgh、 测 点 与 岩 块 落 地 点 间 的 距 离 L 是 主 要 因 素 影 响 。 借 鉴 振 速 在 岩 石 中 传 播 公 式 的 指 数 函 数 形 式 构 造 振 动 速 度 的 衰 减 函 数 式 为 v = k( mgh) x Ly , ( 10) 图 2ꢀ 现 场 试 验 仪 器 布 置 示 意 表 2ꢀ 井 下 岩 石 试 块 抛 落 冲 击 振 速 测 试 结 果 式 中 , g 为 自 由 落 体 加 速 度 ; 其 余 符 号 意 义 同 前 。 序 ꢀ 号 m/ kg h/ m L 1 / m v 1 / ( cm/ s) L 2 / m v 2 / ( cm/ s) L 3 / m) v 3 / ( cm/ s) 1 43 5 33 5 40 5 35 0 55 0 35 0 239 0 25 0 38 0 30 0 1 3 1 0 0 8 0 5 0 3 0 3 1 81 1 4 0 8 0 8 0 4 0 4 0 3 0 5 0 5 0 5 2 0 0 5 0 5 0 5 17 06 0 9 0 9 0 9 0 8 0 8 0 8 3 0 1 0 1 0 1 0 11 47 1 7 3 384 1 0 971 3 2 599 9 0 731 5 2 316 8 0 889 1 0 354 8 1 015 6 2 087 8 0 643 4 2 3 4 5 6 7 8 9 9 667 6 19 12 3 459 9 6 979 1 3 04 1 7 1 7 15 07 1 55 1 55 1 55 3 0 19 35 14 14 7 17 3 82 3 708 7 15 37 0 863 7 13 73 1 8 11 795 1 9 432 5 522 1 3 879 3 1 6 1 0 1 8 ꢀ ꢀ 按 照 处 理 实 验 室 测 试 数 据 的 方 法 处 理 表 2 中 的 数 衰 减 , 在 传 播 距 离 较 小 时 振 速 迅 速 衰 减 , 在 传 播 距 数 据 , 求 得 系 数 k = 1 123, x = 0 217, y = - 1 769。 离 较 大 时 振 速 衰 减 速 度 较 缓 慢 。 所 以 ( 9) 式 最 终 形 式 为 参 ꢀ 考 ꢀ 文 ꢀ 献 v = 1 123( mgh) 0  217 L -1 769 ( 11) [ [ [ [ [ [ 1] ꢀ 闻 ꢀ 军 , 勾 宪 斌 , 赵 京 秩  邢 台 石 膏 矿 矿 震 孕 育 过 程 及 警 示 ꢀ ꢀ 通 过 对 现 场 试 验 数 据 的 分 析 得 出 , 岩 体 冲 击 引 [ J]  地 震 地 磁 观 测 与 研 究 , 2007, 28( 4) : 3639 发 的 振 动 速 度 受 抛 落 岩 块 所 具 有 的 位 势 能 、 测 点 与 冲 击 点 距 离 ( 传 播 距 离 ) 影 响 。 抛 落 岩 块 所 具 有 位 势 能 越 大 冲 击 诱 发 的 振 动 速 度 越 大 ; 振 动 速 度 在 岩 体 中 传 播 时 受 到 散 射 和 吸 收 作 用 , 随 传 播 距 离 的 增 大 呈 指 数 衰 减 。 由 式 ( 10) 所 表 示 的 幂 指 数 函 数 单 调 性 可 知 , 在 L < 1 23 m 时 振 速 迅 速 衰 减 , 在 L > 2] ꢀ 谷 新 建  用 突 变 理 论 分 析 矿 山 冒 落 型 地 震 机 理 [ J]  中 国 安 全 科 学 学 报 , 2003, 13( 10) : 810 3] ꢀ 方 建 勤  冒 落 矿 震 动 能 释 放 及 其 破 坏 性 研 究 [ J]  矿 冶 工 程 , 2004, 24( 6) : 1215 4] ꢀ 谢 亮 波 , 刘 为 洲 , 顾 红 建 , 等  地 下 矿 山 空 区 塌 落 产 生 震 动 的 实 验 与 计 算 [ J]  金 属 矿 山 , 2009( 6) : 2426 5] ꢀ 谢 和 平  彭 瑞 东  鞠 ꢀ 杨 , 等  岩 石 破 坏 的 能 量 分 析 初 探 1  23 m 时 振 速 衰 减 速 度 较 缓 慢 。 ꢀ 结 ꢀ 论 [ J]  岩 石 力 学 与 工 程 学 报 , 2005, 24( 15) : 26032608 3 6] ꢀ 余 ꢀ 为 , 缪 协 兴 , 茅 献 彪 , 等  岩 石 撞 击 过 程 中 的 升 温 机 理 分 析 [ J]  岩 石 力 学 与 工 程 学 报 , 2005, 24( 9) : 15351538 ( 1) 岩 体 间 冲 击 产 生 的 振 动 速 度 主 要 受 下 落 岩 块 的 质 量 、 下 落 高 度 两 大 因 素 的 影 响 , 且 振 速 随 下 落 岩 块 质 量 和 高 度 的 增 加 而 增 加 。 [ 7] ꢀ 明 ꢀ 仕 , 窦 林 名 , 张 ꢀ 农 , 等  岩 土 介 质 中 冲 击 震 动 波 传 播 规 律 的 微 震 试 验 研 究 [ J]  岩 石 力 学 与 工 程 学 报 , 2007, 26( 7) : 13651371 8] ꢀ 李 夕 兵 , 古 德 生  岩 石 冲 击 动 力 学 [ M] 长 沙 : 中 南 工 业 大 学 出 版 社 , 1994 ( 2) , 当 测 点 与 冲 击 点 距 离 一 定 时 , 分 析 室 内 回 [ [ [ 归 式 ( 8) 和 现 场 回 归 式 ( 11) 得 出 振 速 是 关 于 下 落 岩 块 质 量 和 岩 块 下 落 高 度 的 二 元 上 凸 函 数 , 即 振 速 的 增 长 趋 势 由 快 逐 渐 变 慢 。 9] ꢀ 葛 克 水  爆 破 振 动 的 计 算 方 法 初 探 [ J]  探 矿 工 程 , 2003( 增 刊 ) : 299300 10] ꢀ 吕 ꢀ 涛 , 石 永 强 , 黄 ꢀ 诚 , 等  非 线 性 回 归 法 求 解 爆 破 振 动 速 ( 3) 在 现 场 抛 石 测 试 试 验 中 , 得 出 了 冒 落 岩 体 度 衰 减 公 式 参 数 [ J]  岩 土 力 学 , 2007, 28( 9) : 18711878 冲 击 底 板 或 下 盘 引 发 振 速 的 衰 减 符 合 模 型 v = 0 217 -1 769 。 即 现 场 抛 石 冲 击 振 速 随 下 ( 收 稿 日 期 ꢀ 20110215) 1  123( mgh) L 落 岩 块 的 势 能 增 加 而 变 大 , 随 传 播 距 离 增 加 而 呈 指 · 140·
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