鞍钢矿山群属于典型的环城矿山群,采场附近大多分布有村庄或者工业用房,2017年4月,环保部门在距关宝山铁矿400 m左右的居民区进行爆破振动监测,按照《城市区域环境振动标准》(GB 10070)以爆破加速度为指标,振级为95 dB,超出标准值。但按照《爆破安全规程》(GB 6722)以爆破振动速度为指标,爆破振动速度为2.1 cm/s、主频带为10~50 Hz不超标。为保证生产爆破时,振级符合国家环保部门相关标准要求,采取减小爆破规模的措施,严重降低了生产效率。论文以两个标准指标之间的关系为研究出发点,针对爆破的环境效应控制问题进行研究,以关宝山铁矿台阶爆破为工程背景,采用理论分析、现场试验以及数值模拟手段,提出了爆破振动信号能量计算方法,利用新型环境振动测试系统,研究了环境振动参量的传播特征,完善了环境振动的评价方案,提出了环境振动效应的控制方案,工程应用效果良好。主要研究内容和成果如下:(1)综合变分非线性调频模态分解原理和希尔伯特变换评价方法,建立了VHT信号能量计算模型,与经验模态分解仿真方法进行了对比,表明了变分非线性调频模态分解方法具有良好的抗噪性,消除了模态重叠的问题;(2)考虑关宝山矿区的地质条件以及周边环境特征对爆破振动的传播影响,基于爆破振动波传播理论和统计学原理,揭示了环境质点振动速度幅值、质点振级的衰减特性;采用构建的环境振级模型展开了矿区周围结构体试验的可靠性验证,振级实际值与理论值相对误差处于1.1~10.1%范围内;(3)利用VHT信号能量计算方法计算质点振动速度与质点振动加速度能量,研究了速度能量与振级能量在不同频带上的分布,发现了同一测点爆破振动速度达标而振级不达标的原因,分析了爆心距、单段药量、延期时间对振级大小及振级能量频带分布规律的影响;(4)提出一种降低环境振动效应的大孔径空孔阻隔技术方案。运用数值模拟方法分析了减振孔对爆炸应力波传播规律,模拟了大孔径空孔不同炮孔数量、孔径、孔深、减振孔位置对爆破振动速度及振级的影响。参照模拟结果在矿山现场进行了工程验证,试验表明大孔径空孔可以降低爆破环境振动效应,实现了工程标准与环保标准的双控达标。