图像处理技术在断裂控制爆破高速摄影的应用

研究爆破裂缝扩展规律对于研究爆破破碎机理具有十分重要的意义,通过高速摄影来研究裂缝扩展规律;并对摄影图片进行图像处理,根据处理后的图像给出了初始断裂时裂纹的发展速度;处理结果表明使用高速摄影研究、验证爆破裂缝扩展规律很有效。     

爆破裂纹形态统计的图像特征提取技术研究

在用高速摄影研究爆破裂纹形态时,由于拍摄光线、视角或爆破产生的粉尘等原因,照片分辨率较差,很难看清裂纹,对研究爆破裂纹的扩展过程造成很大的影响。基于MATLAB平台,设计钻孔爆破裂纹识别系统对高速摄影图像进行处理,利用处理过的图像来描述爆破裂纹形态和发展,并从处理结果中检测出裂纹的数据进行统计,从而方便分析爆破裂纹发展的特征并得出其规律。将得到的裂纹扩展数据和规律与之前学者做过的类似研究结果进行了对比,分析二者的误差和区别,完善了爆破裂纹图像检测和数据处理的方法和理论。     

用图像处理技术建立爆破粒度控制模型

用倾斜摄影法，对爆堆进行拍照，然后对图像进行调整，使图像在高度、宽度方向上缩小比例一致。基于图像处理技术，对爆堆图像进行处理，统计岩块的面积、周长，进而推测岩块的粒度组成。利用回归方法，建立爆破粒度控制模型。     

爆破过程中岩石运动速度规律的研究

根据硐室大爆破的高速摄影观测资料，分析了爆破过程中岩石的运动过程，具体研究总结了岩石运动的规律，结合现场高速摄影观测的实际情况，分析了产生像差的原因并进行了校正。     

高速摄影在爆破工程应用中的解析分析方法

分析了爆破工程中高速摄影观测法产生像差的原因，提出了纠正误差的解析分析方法。结合太钢尖山铁矿４１５ｔ硐室大爆破高速摄影观测的实际情况，对爆破过程中岩石的抛掷现象进行了分析讨论。     

硐室大爆破岩石的抛掷及堆积过程研究

采用高速摄影双测技术对尖山铁矿山头硐室大爆破过程进行现场实测，描述了岩石鼓包、抛掷等现象。     

基于爆破信号的小波分析

采用离散小波变换和连续小波变换对深孔爆破震动信号进行了分析,得出了爆破信号的离散小波变换的分量结果和连续小波变换的小波谱.分析结果表明:小波变换能很好地提取信号的主要特征信息,是一种有效的处理爆破信号的时频分析.     

鞍钢铁矿爆破效果瞬态分析

爆破效果一直是衡量爆破质量的标准,瞬时效果往往对爆破的质量起到决定性作用。就大孤山露天铁矿的实际爆破情况,通过运用TC-4850测振仪对地震波监测和利用高速摄影仪对爆破产生的瞬间效果进行摄影,并用Blasting vibration analysis软件和Pro Analyst软件对测振数据和拍摄的图片分析,得出地震波的衰减情况,充分利用以上指标评价爆破效果,以此指导以后的爆破设计。     

应用高速摄影方法确定微差爆破合理间隔时间的初步研究

本文介绍了宜春露天矿应用高速摄影方法确定微差爆破合理间隔时间的初步研究结果,研究结果表明,在该矿的具体爆破条件下,合理的微差间隔时间以10毫秒为宜。     

基于DIC的露天矿山微差爆破模型试验及数值模拟

随着电子雷管在露天矿山台阶爆破中的全面使用,微差爆破技术得到进一步发展,如何通过调整孔间延时提高炮孔之间相互作用力,成为矿山爆破技术的研究重点。基于混凝土模型模拟露天矿山微差爆破,建立高速摄影技术与数字图像相关(DIC)试验系统,基于全场微应变、高速摄影技术和数值模拟对不同孔间延时条件下的炮孔间裂纹发展过程进行了研究。结果表明:爆炸载荷下模型表面裂纹附近的应变持续时间约为3 ms,孔间延时为3 ms时下一个炮孔起爆能够提高炮孔之间的相互作用力;通过数值模拟展示了测点的压力分布特征,在孔间延时为3 ms时测点压力最大,验证了模型试验的准确性;利用MATLAB对数值模拟结果分析发现,孔间延时为3 ms时其破碎程度最佳,与模型试验结果具有较好的一致性;使用高速摄影技术结合DIC方法为研究炮孔之间的相互作用力及裂纹扩展提供了新思路。     

瓦斯爆炸衰减规律和破坏效应

瓦斯爆炸的传播和衰减规律的研究是基于燃烧学、爆炸力学和应用数学等学科从爆炸所在环境出发的应用研究。瓦斯爆炸对构筑物的破坏效应是通过对冲击波阵面上超压、冲击波的作用时间及构筑物所处的位置、构筑物的形状等因素的研究进行的,而瓦斯爆炸的破坏机理和对通风系统破坏效应方面的研究不但可以加深理论而且还可以应用于实践。矿井瓦斯爆炸传播规律、衰减规律和破坏效应的研究成果,对事故防治和调查可以提供重要的技术支撑。     

节理岩体中爆炸应力波传播规律的研究

为了研究爆炸应力波在岩体中的传播过程,建立了基于ABAQUS/EXPLICIT的有限元数值模型,采用ricker子波作为爆炸场源,并将得到的数值结果与现有文献相比较,充分说明了采用ricker子波作为爆炸源模拟爆炸应力波传播问题的可行性。研究结果表明：炸药起爆后,按照时间顺序,岩体中先后呈现3种应力状态,即径向压应力与环向压应力形成的复合压剪应力场、径向拉应力与环向拉应力形成的复合拉剪应力场、径向压应力与环向拉应力形成的复合拉剪应力场。爆炸应力波在节理两端产生的反射波和衍射波与爆炸应力波的相互叠加使节理两端的应力显著增强,并最终促使爆生翼裂纹从节理两端起裂扩展。     

基于AHP的煤矿瓦斯爆炸事故变化原因定量研究

通过对我国煤矿瓦斯爆炸事故进行统计分析,得出近11年来我国煤矿瓦斯爆炸事故的特点及变化规律。结合前人的研究成果,提出7个影响瓦斯爆炸事故的主要因素,并基于层次分析法对这些因素进行研究,从而定量地揭示出瓦斯爆炸事故变化的原因。针对瓦斯爆炸事故的现状,提出了相应的改善措施。     

管道内障碍物形状对瓦斯爆炸影响的试验研究

为了预防和降低瓦斯爆炸造成的危害,利用自制的水平管道式可燃气体一粉尘爆炸装置模拟矿井巷道,在常温常压下,使用4种不同形状的障碍物,研究瓦斯爆炸压力和火焰传播速度的变化规律。结果表明：障碍物的存在对瓦斯爆炸具有显著影响,增大了爆炸压力和火焰传播速度,改变了爆炸压力变化规律。障碍物形状对瓦斯爆炸影响程度不同,即挡板障碍物使得爆炸压力和火焰传播速度最大,4孔圆环影响最小。     

基于小波分析的电气火花监测

由于电气火花产生的脉动电磁场严重干扰了矿井设备的正常工作,容易引燃瓦斯爆炸,因此为了提取电火花电磁信号的有效特征,提出了基于小波分析原理,提取电火花信号波形的方法。首先设计了电气火花监测系统,实现了对电火花信号的采集;然后在LabVIEW平台下,通过MatLab混合编程,基于小波理论选取了适合火花信号的小波基函数,提取了电气火花电磁信号波形,并从频谱图中分析了电火花电磁波幅频特性,分析结果将对电气火花的探测具有重要意义。     

纤维对油井水泥作用机理的实验研究

实验表明，随着纤维加量和纤维长度的增大，水泥石的抗折强度和抗压强度逐渐增大，但是当纤维加量和纤维长度的增大到一定程度后，水泥石的抗折强度和抗压强度又有所下降，纤维加量和纤维长度存在一个较优范围。     

水雾抑制钻孔瓦斯爆炸火焰效果试验

为了研究水雾对瓦斯爆炸火焰传播的抑制效果,利用自行研制、加工的钻孔瓦斯气体燃烧受限空间与水喷雾系统,对不同压力、不同喷头作用下细水雾抑制瓦斯火焰的效果进行了试验研究.试验结果表明:水雾对气体爆炸火焰的抑制效果与雾通量、雾区长度、雾动量和到达水雾区火焰的传播速度有关.雾滴粒径越小,灭火时间越短,灭火效果越强.喷雾压力越大,灭火时间越短,灭火效果也越强.喷头在压力为2 MPa时,实际雾区长度最小为70 cm时,不到6 s就可以将10 m/s左右的火焰完全熄灭.     

基于小波分解子带直方图匹配的 矿井视频图像增强方法

井下光源不充足,机械运行振动以及大量煤尘等因素的存在导致视频监控系统实时获取的图像较模糊且参杂了大量的颗粒噪声。为改善矿井视频图像质量,将空间域直方图匹配方法引入小波变换域中,提出了一种基于小波分解子带自适应直方图匹配的图像增强方法。首先对矿井视频图像与经过直方图均衡化处理后的矿井视频图像分别进行小波变换,以直方图均衡化处理后的图像的低频小波分解子带灰度直方图为基准,将矿井视频图像的低频小波分解子带直方图与之进行匹配,获得增强后的低频小波分解子带;然后针对均值滤波方法存在的缺陷,提出了一种基于滤波窗口自适应划分的加权改进均值滤波算法,并将其应用于去除矿井视频图像高频小波分解子带中的颗粒噪声;最后对直方图匹配后的低频小波分解子带和滤波后的高频小波分解子带进行逆小波变换,得到了视觉效果较佳的矿井视频图像。利用C++语言分别对直方图均衡化、同态滤波、均值滤波以及所提方法进行了编程实现,采用实地获取的山西阳泉某煤矿井下视频监控图像进行试验,对试验结果引入边缘保持指数（Edge protection index,EPI）进行评价,结果表明,所提方法对矿井视频图像的处理效果相对于其余方法而言优势较明显。     

坚硬煤体爆生裂纹的数值模拟及分析

根据安泰煤矿三采区坚硬煤体的动态力学特性及相关爆破参数,利用LS-DYNA有限元程序模拟了单孔柱状装药爆破过程,分析了爆破应力波对煤体力学性质的影响及爆破裂纹的扩展过程,得到了坚硬煤体粉碎区和裂隙区的范围及形成时间。研究结果表明,坚硬煤体爆破粉碎区半径为装药半径的3.8倍,裂隙区半径为装药半径的51倍。