段数对爆破振动信号的时频特性影响分析

为了研究段数对爆破振动信号时频特性的影响,首先将实测的单段信号利用Matlab7.0编制程序,分别选取10,20,30,40 ms为微差间隔进行叠加,获取了4种微差间隔下不同段数的爆破振动信号,然后利用AOK时频分布与小波分析相结合的方法,从质点振动速度峰值、总能量、主频、频带能量的角度进行了研究。结果表明：随着段数的增加爆破振动信号质点振动速度峰值与主频存在收敛性;总能量和主频的持续时间几乎呈线性增加;频带能量比向高频发展,频带能量的持续时间延长。研究成果可全面揭示段数对爆破振动信号时频特性的影响,并为从能量的角度进行抗振、降振的研究提供参考。     

基于振动波传播规律的微差台阶爆破降振研究

在某露天矿实施逐孔台阶微差爆破试验,试验过程对三个不同延期时间爆区进行测振。对所测数据和波谱进行分析研究,探究出爆破振动过程中振动波传播规律以及波速峰值、主频、频带能量、总能量等的变化特征。在此基础上分析该特征与爆破振动之间的关系,发现最大主频、峰值速度、能量汇聚点出现时间和最大振动位移出现时间点吻合。同时对峰值速度随时间变化依据所测得的数据进行数学拟合,给出了速度波衰减方程。通过以上研究发现,改变微差时间来控制这些变量出现的时间点可降低爆破振动。所得理论可为今后爆破降振提供技术参考。     

爆破振动小波包时频特征提取与发展规律

对爆破振动波形信号进行小波包分析，建立预测单段，多段波形的小波包分析模型。结果表明，各细节信号的峰值质点振速随段药量增加而增加，和比例距离对数坐标呈线性关系，细节信号的主振频带分布受段微差间隔的强烈影响。小波包细节信号主振频带分布范围及优势频率随岩土体完整性系数减小而增大，小波包分析模型。可有效预测爆破振动波形的峰值质点振速，主振频带分布及衰减特征。     

电子雷管和导爆管雷管爆破的振动能量对比分析

为了对比电子雷管和导爆管雷管延期起爆对爆破振动能量分布规律的影响,从爆破振动能量角度开展了模型试验与现场试验。基于MATLAB小波包分析方法,将爆破振动信号按频率划分为32个频带,分析了各频带能量和质点峰值速度(PPV)。结果表明:电子雷管和导爆管雷管延期起爆产生的振动能量主要集中在1～4频带(0～125Hz),随着爆破振动能量增加,能量分布趋向于中高频带;振动能量显著影响峰值质点速度大小,导爆管雷管起爆条件下频带由低到高,其PPV先减少、再增加、后减少,呈“N”形分布;现场试验中相比于导爆管雷管,电子雷管起爆条件下的平均降振率为21.3%,平均振动能量降低了32.7%;使用导爆管雷管进行微差爆破作业时,由于导爆管雷管的延期精度较差,导致炮孔之间的振动叠加效应十分明显,爆破产生的振动能量远大于电子雷管起爆产生的振动能量。实际工程中,通过电子雷管设置合理的延期时间可以有效降低爆破振动。     

冻结立井模型爆破振动信号的小波包分析

从能量分布特征角度研究爆破振动信号,以达到认识爆破振动危害并提出危害控制方法的目的。结合冻结立井爆破模型试验,获取冻结岩壁指定点爆破振动信号,采用db6小波基对爆破振动信号进行小波包分析,得到各信号不同频带能量分布,研究了高程差、等效距离对振动信号能量衰减规律的影响,利用量纲分析法建立了能量预测公式,并通过实测数据回归分析验证了其正确性。结果表明:各测点振动信号能量随着时间的变化表现为高频部分衰减快、低频部分衰减慢的特征;爆破振动能量分布范围广泛,主振频带较宽且由多个分振频带组成;随着高程的增加、传播距离的增大、能量有向低频集中的趋势;能量大小与药量成正比,与等效距离成反比;结论为鄂尔多斯盆地冻结岩层爆破能量衰减规律、安全性评价提供理论依据。     

微差爆破试验及爆破振动能量的小波包分析

为从能量分布角度研究爆破振动信号以控制爆破地震危害,结合室内混凝土边坡相似微差爆破模拟试验,利用MATLAB 7.0,结合小波包技术,研究了振动信号能量和峰值速度随距离的变化规律,分析了减震沟对振动信号能量与峰值速度的削弱程度,以及对振动信号能量分布的影响。总结得出:减震沟使得爆破振动信号能量卓越频带向低频带集中;一定范围内,随传播距离的增加,爆破振动信号峰值振动速度与总能量衰减趋势逐渐变缓;峰值振动速度大的爆破振动信号携带能量不一定大,能量不仅仅是振动速度的表征。     

基于小波分析的黑岱沟露天煤矿爆破振动对邻近桥涵的影响研究

以神华准能集团黑岱沟露天煤矿抛掷爆破为工程实例,运用TC-4850振动信号记录仪对爆区北侧邻近桥涵的爆破振动响应进行了实际测试和爆破振动响应研究,通过对测试数据进行研究分析,得出桥涵的结构响应规律及高程对峰值振速的高程放大效应规律,运用小波分析方法获取爆破地震波在桥涵振动中的能量分布特征以及单段最大药量、爆心距等爆破参量对爆破振动信号能量分布的影响。     

孔底空气间隔装药降振试验研究

为研究孔底空气间隔装药降低爆破振动效应的最佳空气层比例,进行了现场试验。首先基于试验数据,利用小波分析与AOK分布相结合的方法,对不同空气层比例的实测爆破地震波质点振速峰值、主频、主频持续时间、频带优势频率持续时间以及频带能量比进行了研究。结果表明：随着空气层比例的增加,爆破地震波质点振速峰值降低、主频降低、主频持续时间延长、频带优势频率持续时间延长并且频带能量比向低频发展。然后以与建筑物固有频率相接近的7.812 5~15.625 0 Hz频带能量为指标,进行了降低爆破振动效应的最佳空气层比例的选取,并结合实际工程证明了该方法的可行性与有效性。     

露天矿台阶爆破对邻近巷道的振动监测及分析

为了准确分析台阶爆破振动作用下邻近巷道安全性问题,以某铁矿-68m台阶爆破为工程背景,在邻近爆区的巷道布置9个测点并进行爆破振动速度现场监测,研究爆破振动峰值速度在传播过程中的衰减规律并将实测振速值与理论振速值进行比较;利用希尔伯特黄变换方法对巷道监测的信号进行分解与变换处理,根据爆破振动信号能量的分布特征进一步对巷道安全性做出评价。结果显示:巷道内测点振动峰值速度集中于1～10cm/s且主频率变化范围在10～50Hz之间,符合爆破振动安全标准,同时结合爆破振动监测数据及回归分析确定了爆破振动衰减系数K、α,并验证实测振速值与理论振速值的相对误差分布在1.3%～3.8%之间,为巷道安全性预测提供参考。爆破振动瞬时能量谱出现5个峰值且在0.2s时刻达到最大,在0～0.2s时间段内不进行多段雷管起爆以达到减少瞬时能量集中分布的目的。     

研山铁矿爆破振动信号能量分布特征

对研山铁矿矿区爆破振动信号进行了监测,采用小波包分析技术对该矿爆破振动信号进行了时频特征分析,得到了爆破振动信号在不同频带上的能量分布,并总结了研山铁矿爆破振动信号能量在不同频带上的分布规律。研究表明:爆破振动信号频带能量分布极不均匀,出现多个子振频带,绝大多数能量集中于0~200 Hz。     

煤矿冻结立井爆破雷管微差延时识别研究

以兖矿集团万福煤矿主立井掘进工程为背景,提出了新的井筒爆破振动监测方法。并在阐述固有时间尺度分解(ITD,Intrinsic Time-Scale Decomposition)分解和小波信号抑制理论基础上,对采集到的爆破振动信号进行了雷管微差识别。结果表明:组合方法能够精确识别出立井掘进中雷管实际起爆时刻,获取各段别雷管实际微差延时间隔。同时,提高低段别雷管精度并适当延长其起爆时差很大程度上可以防止振动波的叠加。     

立井冻结基岩段爆破振动信号时频分析

为保证立井冻结基岩段井壁稳定和冻结管安全,布置爆破振动测点,监测冻结井筒掘进爆破过程中的振动效应;采用萨道夫斯基公式,对爆破振动速度进行回归分析。针对爆破振动信号短时非平稳的特点,采用HHT法对3个方向爆破振动信号进行时频特性分析。结果表明,爆破振动信号优势能量主要分布在主振频率所在的IMF分量内;井筒爆破3个方向振动信号在频域内分布不均匀,集中在0~147Hz范围内;能量谱的多个峰值分别对应于爆破振动信号的多个主频,表征了爆破振动信号的多频作用特性。     

竖井爆破振动及CO_2致裂振动信号的小波包分析

为了达到认识CO_2致裂振动的危害并提出危害控制方法的目的,将CO_2致裂振动与爆破振动信号从能量分布特征的角度来进行研究。结合某地铁竖井工程,获取竖井指定点的振动信号,采用db6小波基对振动信号进行小波包分析,结果表明:在多数工况下,CO_2致裂的质点峰值振速仅为炸药爆破的10%;爆破振动信号能量随时间的变化表现出高频部分衰减快、低频部分衰减慢的特征;爆破振动能量分布范围广泛,而CO_2致裂振动能量频带较为集中,中心频率约为120 Hz,三矢量方向振动能量大小关系具体表位为:z方向y方向x方向。     

爆破振动主振频带随传播距离的变化规律研究

对地下采场回采爆破振动进行了跟踪监测, 基于小波包分析方法分别对比分析了同一测点3个方向、不同测点垂直向的爆破振动频率能量分布, 并结合LS-DYNA研究了爆破振动主振频带随传播距离的变化规律。结果表明, 同一测点3个方向爆破振动能量分布的频带宽度、主振频带和分振频带基本一致, 最大能量峰值也较为接近; 爆破振动信号能量在频域上的分布较为广泛, 且分布非常不均匀, 主振频带较宽且包括多个“子中心”; 随着传播距离增加, 能量最大峰值逐渐减小, 中低频能量比例逐渐降低, 高频能量比例逐渐增加, 能量分布更加发散, 主振频带宽度增加, 主振频带有往高频移动的趋势。     

基于HHT方法的露天矿山爆破振动信号分析

爆破振动信号分析技术是爆破危害控制的重要环节,结合现场监测,采用HHT分析方法进行分析,首先采用EMD经验模态分解,将信号分解为不同IMF分量,对主要分量进行Hilbert变换,并且提取子信号的包络线,验证了该方法在微差爆破延时间隔识别中的有效性,根据IMF分量经过Hilbert变换后得到的Hilbert能量谱,从时间-频率-能量上研究振动信号不同频率产生的影响,验证了HHT分析方法在非线性及非稳态的爆破信号中的高效性和良好的自适应性。     

许东沟露天矿爆破震动波频谱分析

频谱分析可获得爆破震动波的各种频率成分和分布情况,在爆破震动信号分析中,傅里叶分析方法是一种最常用的分析方法,其本质是将时域信号变换到频域进行分析。通过对现场爆破震动信号的监测,运用傅里叶变换(FFT)原理,结合Matlab软件中的频谱分析功能,分析了不同爆心距下的爆破震动信号的频谱变化和功率谱变化情况,并绘制爆破震动信号的频谱图和功率谱图。结果表明:爆破震动主频有向低频区域发展的趋势,爆破震动峰值速度总体呈衰减趋势,垂向相对于径向衰减较快,随着爆心距的增加,主振方向有向径向转化的趋势;爆破震动信号有时主频并不突出,具有一定的频带宽度,垂向主频主要集中在12～33 Hz,径向主频集中在12～20 Hz;爆破震动能量在频域上虽然展布比较广泛,但绝大部分能量集中在主频所处波段。研究频率的结构和分布情况,对后续的爆破设计、施工具有一定的参考意义。     

爆破振动时频特征的段药量及抵抗线效应

基于信号重排平滑伪Wigner-Ville分布（RSPWVD）,用Matlab56编写了振动信号处理软件,研究了振动信号时频特征的段药量及抵抗线效应,分析了铜山口铜矿、贵铝矿实测爆破振动信号的RSPWVD.研究表明,段药量增加,爆破振动信号的各主频率存在降低的趋势且趋向稳定值;爆破振动信号第1主频率的持续时间增加,并成为持续时间最长的频率;抵抗线增加,单段爆破振动波形的最大质点振动幅值（PPV）增加,主频率有显著降低趋势;爆破振动波形的主频率持续时间受段药量影响比受抵抗线影响更大.     

数码雷管露天深孔微差爆破网络数值模拟

以河北司家营露天矿场为研究对象,研究数码雷管精准延期的深孔露天微差爆破,提出可增大爆破效果、减少爆破振动危害的微差爆破网络,并利用非线性动力分析软件LS-dyna模拟4种不同方案的露天深孔微差爆破。结果表明：采用菱形布孔,孔间间隔单炮孔爆破地震波的半周期,S型串联起爆顺序的微差爆破网络,在水平距离起爆点3 m~18 m处,比原矿场爆破方案下的有效应力增大24.8%;在水平距离爆源25 m~200 m处,比原矿场爆破方案在X方向爆破振速峰值减小,即爆破振动危害减小;模拟结果对类似露天深孔爆破工程设计及实践具有一定的参考意义。     

毫秒延时爆破合理间隔时间研究

分析了毫秒延时爆破破岩机理以及毫秒延时爆破的降振机理。针对某铅锌矿存在的爆破振动问题,通过现场试验获取大量监测数据,通过数据分析确定了该矿山生产爆破的最佳间隔时差。研究结果表明,当延时间隔为50ms时,可以使爆破振动错峰叠加,达到平峰降振的作用,同时为该铅锌矿控制爆破振动提供了理论依据及技术支持。     

爆破微差时间对顶柱回采效果的影响研究

针对盘龙铅锌矿顶柱回采过程中面临的各种复杂的技术条件,开展了爆破微差时间的研究。运用LS-DYNA数值模拟软件对炮孔起爆延时时间进行数值模拟,通过有效应力分析法与关键节点振动速度分析法分析判定各模型的爆破效果及不同时间间隔时爆破震动的特点。模拟研究得出:当起爆间隔时间在20～30 ms时,微差爆破的降振效果最好,能较好地改善边帮孔爆破效果。并在试验采场进行生产试验,取得了较好的爆破效果。