如何在保证矿山安全、高效生产的前提下,合理降低爆破振动效应,控制爆破振动危害,一直是国内外爆破技术人员所面临并必须解决的重要问题。目前,对于露天矿山爆破振动效应的预防和控制研究,主要是通过爆破地震波信号釆集和分析,得出爆破地震波传播规律,计算允许的最大同段药量,控制爆破规模,指导露天台阶生产爆破设计与施工。至此,国内外研究人员对露天台阶爆破地震波传播规律进行了大量的研究工作,取得了丰硕成果。但由于爆破对象-岩体的复杂性与多变性,爆破地震波传播规律仍是需要继续进行研究的课题。本文以曙光金铜矿为工程背景,对其露天台阶爆破地震波进行了数据采集,采用经验公式回归分析、量纲分析、小波包频带能量分析等方法对爆破地震波传播规律进行了详细研究,具体内容如下: (1)采用各国不同经验公式对爆破峰值质点振动速度进行回归分析,得到爆破振动强度预测公式,根据拟合结果,得出适合不同爆区峰值质点振动速度预测的最佳经验公式。 (2)应用量纲分析,综合考虑影响爆破振动的主要因素,获得爆破振动峰值质点振动速度衰减公式,并对峰值振动速度进行预测。与爆区经验衰减公式预测结果进行对比分析,表明考虑多影响因素的量纲预测公式优于传统经验公式。 (3)通过临界质点振动速度计算、《爆破安全规程》、工程类比确定曙光金铜矿北帮与东帮的安全允许质点振动速度。根据爆破振动传播规律,理论上给出了不同最大段药量条件下的安全距离。通过理论计算,得出了现有爆破参数条件下岩体压碎区与裂隙区的范围。 (4)利用小波包分析技术对爆破振动信号频带能量分布特征进行分析研究。结果表明在一定爆破场地条件下,最大段药量和爆心距对爆破振动强度影响较大,爆破振动主频随爆心距和最大段装药量的增大并非严格的衰减。频带量能分布呈现出明显的多阶段性变化趋势,信号能量分布在几个主要优势频率附近。