臺灣博碩士論文加值系統

爆破作業是採礦業獲取礦產資源及營造業達成工程目標的一個基本要項，國外對爆破震動的特性和危害程度之研究已取得了基本的認識，並且根據有關的理論研究成果，提出了一些有效的爆破震動控制方法。而我國在爆破震動監測方面，仍缺乏在礦場爆破時進行震動監測和分析資料，並進行改善技術措施使盡可能降低爆破震動的危害，供作為工程驗收的記錄資料及依據。
本研究主要探討通過對露天開採之大理石礦體進行之爆破震動監測研究，使可以更瞭解和掌握爆破地震波的特徵、傳播規律、破壞機理以及其對爆破震動之影響等；並根據測試結果可及時調整爆破參數和施工方法，制定防震措施，指導爆破安全作業，使能避免或減少爆破震動的危害作用。
由於我國尚欠缺這方面之相關資料與分析，因此亟需就我國礦場及工程之特性，研擬一套包含震動監測、分析及安全判斷之作業方式，以提供礦場爆破工程作業參考，俾提升礦場爆破震動安全。

Blasting is a basic and important method of accessing mineral resources in mining industry and achieving project goals in civil engineering. The characteristics and degree of harm resulting from blasting vibration have ever been studied and known overseas. In addition, how to control blasting vibration effectively in some ways has been shown in the studies. Regarding to monitoring and analysis of blasting vibration in our quarries, however, we yet lack relevant records, which can carry out some technical improvements to reduce harm of blasting vibration as far as possible, or can be kept as documents whether a construction work passed the inspection and acceptance.
The research into monitoring of blasting vibration in open-pit mining, mainly aiming to marble body, enables us to realize the feature of the seismic wave, the principle of the traveling speed, the mechanics of the breaking rock and the effect of the blasting vibration and so on. The test on the site is also helpful for us to timely adjust the parameters of the explosives and the method of the construction, to take measures of anti-vibration, and to operate safely to blast in order to avoid and reduce the damage resulting from the blasting vibration.
Due to being short of the above relevant information, if we are able to feature our mines and construction work to develop a set of the operation simulation, including the monitoring and analysis of the blasting vibration, and safe judgment, we will provide the engineering of the blasting in our mines for reference to improve security of the blasting vibration.

摘 要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iv
目 錄 v
表目錄 viii
圖目錄 x
第一章 緒 論 1
1.1前言 1
1.2研究目的及動機 2
1.3研究方法 4
第二章 爆破機理 7
2.1炸藥 7
2.1.1硝化甘油炸藥 7
2.1.2 AN-TNT混合炸藥 7
2.1.3硝油炸藥 8
2.1.4乳膠炸藥 8
2.2引爆系統 8
2.3爆破之破壞機制探討 10
2.3.1岩石之破壞機制 12
2.3.2爆破過程之時間序列 13
2.4相關爆破理論 15
2.4.1 反射理論 15
2.4.2 氣體膨脹理論 15
2.4.3 彎折理論 16
2.5礦場爆破作業流程 17
2.6岩性與區域地質對爆破之影響 19
2.6.1岩性對爆破之影響 19
2.6.2區域地質對爆破之影響 20
第三章 文獻回顧 22
3.1地震波傳基本理論 22
3.1.1震動單位、要素 22
3.1.2震波型式類別 23
3.1.3震動診斷方法 27
3.1.4爆破地震特性 27
3.1.5 地震震級和震度關係比較 28
3.2國內外研究現況 30
3.2.1爆破震動破壞機制 30
3.2.2 爆破震動之特性及與天然地震之差異 31
3.2.3 爆材性質對開炸震動之影響 32
3.2.4 岩石性質對開炸震動之關係 34
3.2.5 開炸震動量測與鑑定方法 34
3.2.6 爆破震動之推測 37
3.2.7減低爆破震動之設計及其監測與分析 38
3.2.8震動速度幅值的衰減規律與經驗公式 39
3.2.9 爆破震動的影響 41
3.3 爆破震動安全控制標準 42
3.3.1 各國爆破安全標準 42
3.3.2瑞士爆破震動安全標準 46
3.4 國際震動及日本環境震動量測差異分析 47
3.5 震動影響量表 49
3.6頻譜分析法及傅立葉（FFT）算法簡介 52
3.6.1 傅立葉分析的計算方法 53
3.6.2 FFT傅立葉算法 54
3.7 測點與爆孔高程之影響 55
第四章 研究礦區概況 58
4.1和平地區大理石礦源的分佈與特性 58
4.2合盛原礦區地形概述 60
4.3地質概述 60
4.3.1區域地質 60
4.3.2環境地質 62
4.4 採礦場概況 65
4.5計畫開採 66
4.5.1 採礦計畫概要 66
4.5.2 開採現況 67
4.5.3 採礦場蘊藏量及礦質 68
4.5.4 採礦場開採情形 68
第五章 爆破震動安全監測 70
5.1爆破震動監測系統概述 70
5.1.1 爆破震動量測儀器設備及其規格 70
5.1.2 礦場爆破震動監測主要軟體 74
5.1.3 礦場爆破震動監測主要內容 74
5.1.4 數據採集與分析方法 75
5.1.5 各國爆破震動安全判據 76
5.2現地資料調查與整理 77
5.2.1 爆破震動監測地點 77
5.2.2 第1次監測紀錄 80
5.2.3 第2次測試紀錄 83
5.2.4 第3次測試紀錄 86
5.2.5 第4次測試紀錄 87
5.2.6 第5次測試紀錄 89
5.2.7 第6次測試紀錄 90
5.3 爆破震動監測結果討論與分析 91
5.3.1 現場爆破基本資料 91
5.3.2 採礦場K、α值之確定 105
第六章 結論 107
參考文獻 109
附 件 113

[1]交通部台灣區國道新建工程局，隧道開炸技術諮詢系統研討會論文集，台北，2000。
[2]交通部台灣區國道新建工程局，隧道開炸技術諮詢系統研究（二）含附冊隧道開炸技術推廣手冊，台北，2000。
[3]楊軍、陳鵬萬、胡剛，現代爆破技術，北京理工大學出版社，北京，2004。
[4]郭景琳，路竹南科土層振動衰減特性與其阻尼比評估之試驗研究，國立成功大學土木工程研究所碩士論文，2004。
[5]張瑞麟，爆破工程之震動，地工技術第61期，國立成功大學資源工程系，台南，1997。
[6]台灣省礦務局，88年度工業原料礦產資源開發應用輔導計畫，新式爆材監督管理體系之建立研究，台北，1999。
[7]史雅語、金驥良、顧毅成，工程爆破實踐，中國科學技術大學出版社，合肥，2002。
[8]劉豐收、崔志芳、王學潮、李金都、李清波譯，實用岩石工程技術，鄭州，Evert Hoek著，黃河水利出版社，2002。
[9]工業技術研究院能源與資料研究所，台灣東部和平地區大理石開發之環境研究，1989。
[10]何春蓀，臺灣地體構造的演變 ，經濟部中央地質調查所，1982。
[11]工業技術研究院能源與資料研究所，和平區大理石開發規劃報告，1989。
[12]丁原智、王文生、翁祖析、張天授、鄭大偉，資源工程概論，全華科技圖書，台北，2000。
[13]王源、陳文山，台灣東部海岸山脈地質，經濟部中央地質調查所，1996。
[14]王源、鄧屬予，「海岸山脈的島弧體系」，中國地質學會會刊，第24號，1981。
[15]台灣省礦務局，和平礦業專業區開發架構規劃計畫，經濟部礦業司，台北，1995。
[16]台灣省礦務局，84年度大理石礦源調查加工調查輔導化計畫，台北，1995。
[17]王文郁、蘇顯榮，台灣和平地區結晶石灰岩礦床的整體開發計畫，礦冶，台北，1989。
[18]呂健聰，台灣露天石礦之背裂損害探討，國立成功大學資源工程研究所碩士班論文，台南，1996。
[19]吳正綱，隧道開炸與地質關係初探，國防大學中正理工學院軍事工程碩士班論文，桃園，2001。
[20]陳肇夏，臺灣地質之十一－臺灣的變質岩，經濟部中央地質調查所，台北，1998。
[21]陳俊良，3DEC應用於花蓮新城山礦場之邊坡穩定分析，國立臺北科技大學材料及資源工程系碩士班論文，台北，2001。
[22]楊軍、金乾坤、黃風雷，岩石爆破理論模型及數值計算，科學出版社，1999。
[23]熊代余、顧毅成主編，岩石爆破理論與技術新發展，北京冶金工業出版社，2002。
[24]和平，岩石混凝土損傷力學，中國礦業大學出版社，江蘇，1990。
[25]顏滄波，台灣北部大南澳片岩之地層學的研究，台灣省地質調查所彙刊，第十二號，1960。
[26]顏博彬，不連續面對露天礦場爆破效果之影響分析，國立成功大學礦冶及材料科學碩士班論文，台南，1991。
[27]胡文軍，爆破震動分析及爆破地震波的計算機模擬研究，山東科技大學碩士學位論文2001。
[28]吳德倫、葉曉明，工程爆破安全震動速度綜合研究，岩石力學與工程學報，Vol No3，1997。
[29]瀋陽，銅礦爆破震動測試與分析東北大學，碩士學位論文，2001。
[30]李存國，爆破震動作用結構動力響映反應譜問題，河北理工學院碩士學位論文，2001。P9-11
[31]，中華民國振動與噪音工程協會，高速鐵路噪音振動之研究，行政院環保署，2003。
[32]Ash,R.L.，The Influence of Geological Discontinuities on Rock Blasting，Unpublished doctoral dissertation，University of Minnesota，1973。
[33]B.Mohanty，Rock fragmentation by blasting ，Proceedings of the 5th international symposium，A.A.Balkema Publishers，1996 。
[34]Bieniawski,Z.T.，Rock Mass Classification in Rock Engineering，Johannesburg，1976。
[35]Chen,E.P. &Taylor,L.M.，Fracture of Brittle Rock under Dynamic Loading Condition，1985。
[36]Dick，R.A.L.R.Flectcher and D.V. DANDREA,U.S.B.M,IC-8925,105p，1984。
[37]Dorogen,A. & Mroz,Z.，A Continuum Model for Plastic-Brittle Behavior of Rock and Concrete，Int.J. Engineering Science1979。
[38]E. Hoek & E.T.Brown，Underground Excavations in Rock，The Institution of Mining and Metallurgy，1980。
[39]Editor in chief Prof.Wang Xuguang，Rock Fragmentation by Blasting，Proceedings of the 7th International Symposium，2002。
[40]Favreau,R.F.，階段爆破岩石位移速度，第一屆國際爆破破岩會議論文集，1983。
[41]H. Joseph Burchell，Explosives & Rock Blasting，Maple Press，Dallas TX，Atlas Powder ，1987。
[42]Johansson,C.H. & Persson ,P.A.，Detinics of High Explosives，New York: Academic Press，1970。
[43]Krajcinovic,D. et al. The Continue Damage Theory of Brittle Materials ，Part 1，2，J. Applied Mechanics Trans. Of ASME，1981。
[44]Kipp,M.E. & Grady,D.E.，Numerical Studies of Rock Fragmentation，1980。
[45]Kusmaul,J.S.，A New Constitutive Model for Fragmentation of Rock under Dynamic Loading，2nd Int. Symp. on Rock fragm. by Blasting，1987。
[46]Margolin,L.G. et al.，破壞的數值模擬，第一屆國際爆破破岩會議論文集，1983。
[47]with a Major in Geological Engineering in the Graduate College in The University of Arizona，1992。
[48]Richard E. Goodman，岩石力學概論，科技圖書股份有限公司，譯者劉錫蘭，台北，1983。
[49]Mchugh,S.，動力引起的破壞和破碎的模擬，第一屆國際爆破破岩會議論文集，1983。