Significance of blasting induced vibration frequencies in assessing their impact on a building

The use of explosives to excavate rock in open-cast mining induces vibrations in the surrounding area, which may impact nearby structures. As early as the 1960s, time-delayed firing of successive EM charges was introduced, which dramatically improved both the quality of excavation (fragmentation and shape of the dump) and reduced the intensity of vibrations propagated to the environment. Through the use of increasingly new developments in millisecond firing (nonelectrical and electronic systems), a wide range of possibilities for controlling the seismic effect has been achieved. A very important parameter of the induced vibrations is the structure of their frequency, achange of which can decisively influence the mechanism of vibration transmission from the ground to the structures and the impact assessment. As the seismic effect depends significantly on the geological conditions of both the deposit and the surrounding area, the analysis of vibrations induced from the detonation of single EM charges (signature hole (SH) method) best characterises these conditions. This paper presents the results of a study on the control of the structure of vibrations induced by the firing of EM charges using an electronic initiation system and the influence of the structure of these vibrations on the interaction of the building-ground system. The application of millisecond delay selection procedures to the design of blasting operations for the firing of EM charges, allows inducing vibrations with a favourable structure, resulting in strong attenuation during the transition from the ground to the objects.

Użycie materiałów wybuchowych do urabiania skał w górnictwie odkrywkowym wzbudza w otoczeniu drgania, które mogą oddziaływać na zlokalizowane w pobliżu obiekty budowlane. Już w latach 60. ubiegłego stulecia wprowadzono odpalanie kolejnych ładunków MW z opóźnieniem czasowym, co w zdecydowany sposób poprawiło zarówno, jakość urabiania (rozdrobnienie i kształt usypu) jak i obniżyło intensywność drgań propagowanych do otoczenia. Przez zastosowanie coraz nowszych rozwiązań w zakresie milisekundowego odpalania (systemy nieelektryczne i elektroniczne) uzyskano szerokie możliwości sterowania efektem sejsmicznym. Bardzo ważnym parametrem wzbudzanych drgań jest ich struktura częstotliwościowa, której zmiana może w zdecydowany sposób wpływać na mechanizm przenoszenia drgań z podłoża do obiektów budowlanych i ocenę oddziaływania. Ponieważ efekt sejsmiczny w istotny sposób zależy od warunków geologicznych zarówno złoża jak i otoczenia, analiza drgań wzbudzanych od detonacji pojedynczych ładunków MW (metoda signature hole (SH)) najlepiej charakteryzuje te warunki. W artykule przedstawiono wyniki badań nad sterowaniem strukturą drgań wzbudzanych w czasie odpalania ładunków MW z zastosowaniem elektronicznego systemu inicjowania oraz wpływem struktury drgań na interakcję układu budynek-podłoże. Zastosowanie do projektowania robót strzałowych procedur związanych z doborem opóźnienia milisekundowego do odpalania ładunków MW, pozwala na wzbudzanie drgań o korzystnej strukturze, dzięki czemu uzyskuje się silne tłumienie przy przejściu z podłoża do obiektów.