基于小波变换的爆破微差识别及小波包信号分析

爆破产生的振动是爆破三大危害之一,由于爆破振动的长期性,对爆破振动的危害控制显得尤其重要。根据小波变换的模极大值微差识别爆破中的延时时间,明确实际延时时间与设计延时时间的差别。通过小波包分析技术对振动信号进行分析,找出振动信号的细节信息,为爆破设计时合理控制爆破振动危害提供有价值的信息。     

基于小波变换的时-能密度法的盲炮识别研究

微差爆破的盲炮有时难于识别, 但爆破荷载往往会使振动信号产生能量突变, 基于此, 提出了一种利用信号的能量突变来识别盲炮的新方法。该方法通过实时分析现场所监测到的爆破振动信号, 得出主频带内能量密度随时间变化的特征图, 其中的能量密度突峰时刻就是微差爆破各段雷管的实际起爆时刻, 通过与设计的微差爆破各段雷管的延期时间对比, 能很快判断出已爆与未爆雷管段别, 从而确定出微差爆破中是否存在盲炮以及盲炮的大体位置。该方法已在现场得到成功运用。     

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。     

深井爆破振动小波分析及其应用

根据小波分析理论,对深井爆破振动信号进行频带划分,给出不同频率带上爆破振动的相对能量分布和振动强度的时间变化规律,并分析总结深井爆破振动衰减规律。与传统Fourier变换基础上的频谱分析方法相比,基于小波变换的爆破振动时频特征分析可以给出更为准确的细节信息。研究成果对研究深井爆破振动具有重要意义。     

电子雷管微差爆破技术在银山矿掘进爆破中的应用

在井下掘进爆破中,电子雷管微差延期时间的设定是影响爆破效果的关键因素。通过对大直径空孔直眼掏槽掘进爆破延期时间设置的理论分析,提出采用微差延期时间修正公式进行优化。得出掏槽孔采用150～300 ms的微差间隔逐孔起爆,崩落眼和周边眼采用50～100 ms微差间隔的同段延期起爆方案。在银山矿井下巷道掘进中实践表明,方案操作安全性大大提高,爆破后效果良好,掏槽孔残孔基本在20 cm以下,掘进平均炮孔利用率达到93%,且极少出现残药、残孔的现象;巷道断面成型规整,爆后岩石块度均匀、爆堆集中,经济及社会效益显著。     

中深孔多排微差爆破技术在切割拉槽中的应用

在单沿脉回采的分段空场法中,端部切割巷扩槽时,由于爆破后退线路的限制,出现多排同时爆破的现象。为减少爆破悬顶的事件发生,保证扩槽效果,根据自由面假说和补偿空间假说的相关理论计算公式或经验公式,确定切割槽炮孔凿岩爆破参数,并进行爆破试验。试验结果表明,爆破后形成的切割槽高度达到14.5 m以上（设计15 m）,爆破宽度3.1～3.4 m（设计3.5 m）,满足正常爆破自由面与补偿空间要求,爆堆块度较小;满足出矿要求及后期中深孔爆破要求,成功解决了大跨度中深孔落矿采场单侧切割巷炮孔过多的问题,增加了微差爆破技术的应用领域。     

基于小波变换的爆破振动信号不同频带能量分析

针对爆破振动信号持续时间短、突变性快的非平稳特征及振动信号三向传播特征,结合某露天矿逐孔爆破实测数据,利用小波分析技术,分析某点实测轴向、径向、垂向三向振动信号分频能量分布特征。研究结果表明：频带能量的最大值与质点峰值振速基本处于相同位置,总体成正比例关系,个别频带能量最大值并不处于峰值振速位置;逐孔起爆三向振动信号在不同频带能量分布不同,各向能量主要集中在250 Hz以内,250 Hz以后能量基本消失;由于周围建（构）筑物固有频率较低,据爆源140 m处振动数据的能量主要集中在15 Hz以上,因此,此次爆破共振对建（构）筑物的影响较小。研究结果为爆破振动安全评价提供了新的途径。     

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。     

基于小波与EMD的井下深孔爆破振动信号对比分析

通过某金矿井下深孔爆破振动测试,采集到爆破振动信号数据,分别运用小波和经验模态分解(EMD)对爆破振动信号进行分析,并对比研究爆破振动信号的小波能谱系数和EMD能量熵,得到信号主分量峰值频率.最后结合我国新的爆破振动安全判据对信号进行安全评估,并提出相关安全技术措施建议.结果表明,测点信号V(竖向)向小波能谱系数与EM...     

基于单段波形叠加的爆破振动信号时频分析

基于实测的单段爆破振动信号,利用Matlab7.0编制程序在0~120 ms内每隔单位毫秒进行两段波形叠加,研究不同微差间隔下的叠加信号振速峰值和主频的特征;并根据RSPWVD可以看作信号能量在时域和频域分布的明确的物理意义,从能量的角度探讨不同微差间隔下叠加信号的能量分布规律。结果表明：叠加信号降振率的最大值并非出现在单段爆破振动信号1/2周期的微差间隔处;叠加信号的主频不是连续变化的,具有一定的阶跃性,其持续时间随间隔时间的延长而增加;叠加信号的能量随着微差间隔延长具有明显的规律性,可尝试从能量的角度并考虑建(构)筑物对不同频率的选择放大作用对干扰降振进行研究。     

煤矿岩巷毫秒延期爆破振动测试与控制技术研究

为了提高煤矿硬岩巷道掘进爆破效果、降低爆破振动效应,对毫秒延期爆破参数进行优化及实施,实测爆破振动速度。分析了爆破参数与爆破振动信号特征之间的关联性,针对电雷管存在延期误差,应用小波变换时-能密度法识别确定毫秒爆破中实际延期时间,提出了降低爆破振动效应的技术措施。研究表明：采用合理的毫秒延期爆破参数方案,可以取得良好的爆破效果;垂直方向爆破质点峰值振速可以作为煤矿岩巷的安全判据;时-能密度法能够有效地识别出各段雷管的起爆时刻,确定实际延期时间。     

基于小波变换时能密度法的隧道空洞充填物识别研究

灰岩地区隧道修建过程中,制约安全高效建设的最主要因素是隧道掘进工作面前方的不良地质情况,加之溶洞、断层与破碎带等不良地质具有较强的隐蔽性,如何提高隧道短距离超前地质预报的判释水平显得尤为重要。为便于对地质雷达信号图谱特征进行定量解释,开展了基于时域有限差分法的正演模拟与室内物理模型实验。在小波变换与奇异性检测原理的基础上,构造了与地质雷达发射子波波形相似度高的雷达小波基,添加到小波分析工具箱中,提出了一种新的基于雷达小波基的小波变换时能密度法,将其应用于空洞充填物正演模拟与模型实验地质雷达信号的定量识别,并与波形分析法、Db4小波变换法和雷达小波变换法的识别结果进行比较。研究结果表明,波形分析法虽能有效识别空洞充填物的尺寸大小,但需通过反射系数等先验知识来确定空洞充填物的界面反射位于波峰或波谷;Db4小波变换模极大值法易得到地质雷达信号奇异点,但奇异点的提取位置与不同小波基的时频局部化特征有关,Db4小波变换法识别结果的相对误差约15%;雷达小波变换模极大值法与小波变换时能密度法的识别效果均较好,但小波变换时能密度法的分辨率更高,且不需选择最优尺度。当空洞充填物的尺寸大于电磁波波长时,小波变换时能密度法识别结果的相对误差小于5%。     

Testing with high density resistivity method in prevention and cure for mine water disaster and its applied effect

The detecting examples using the high density resistivity method, about the evaluation of containing water characteristic from the floor rock and the height of overburden failure, were given. It expresses that the high density resistivity method has good effect with strong maneuverability and continuous observing section during the prevention and cure for mine water disaster. At the same time, the article pointed out that the study of space data inversion and dynamic watching technology about the high density resistivity method must be enhanced in the future because of special condition of data collecting in mine.     

快速蒙特卡罗法及其在土坡可靠度分析中的应用

为了合理地进行土坡稳定可靠度分析,提出了一种快速确定土坡概率性临界滑动面（具有最小可靠度指标的滑动面）的策略,其思路为：随机生成大量可行滑动面,并分别计算这些滑动面与确定性临界滑动面之间的相关系数,给定一系列相关系数的区间,将相关系数位于某区间的滑动面分为一组,对该组滑动面应用快速蒙特卡罗法(两次抽样)计算滑动面的“伪”可靠度指标,挑选“伪”可靠度指标最小的滑动面作为该组的代表性滑动面,然后综合比较各组代表性滑动面的可靠度指标,可靠度指标最小的滑动面即为概率性临界滑动面。算例分析结果表明：快速蒙特卡罗法可以快速找到土坡概率性临界滑动面,可用于土坡可靠度分析。     

急倾斜煤层放煤巷道稳定性分类的距离判别分析法及其应用

维护放煤巷道稳定是急倾斜煤层放顶煤采煤法成功的关键.根据放煤巷道断面收缩率和支架损坏率,将放煤巷道稳定性分为3类:稳定、中等稳定和不稳定.首先充分考虑影响放煤巷道稳定性的围岩条件、放煤工艺参数和支护方案等3个方面的11个因素,并借鉴距离判别分析理论,建立了放煤巷道稳定性分类的距离判别分析模型.最后,把该模型用于放煤巷道支护方案的优选.模型检验结果和实际应用表明:距离判别分析模型分类性能好,识别精度高,是放煤巷道稳定性分类的一种有效方法.该方法对巷道稳定性分类和支护方案选择等具有重要意义.