多因素耦合影响下隧道电子雷管爆破参数的计算与实践

基于电子雷管起爆的参数计算方法是爆破控制精准化和智能化的基础,其研究尚处于起步阶段。以重庆观音桥隧道为研究背景,提出了精确确定电子雷管爆破参数的多因素耦合法,其特点是基于多个爆破参数间复杂的耦合关系进行爆破参数设计。研究表明:不同药量的最优微差时间不同,爆破孔数对最优微差时间及对应最大合成振速有显著影响;采用该方法确定的试验隧道最优爆破参数为8孔逐孔掏槽、1.4 kg单孔药量、5 ms孔间延时。现场设计孔间延时为5 ms和8 ms的两组掏槽爆破试验,分析了两种孔间延时掏槽爆破的第二临空面形成时间。试验结果表明:对于短延时掏槽爆破而言,即使未形成第二临空面,采用多因素耦合法,通过最大程度的波形异向相消,也可以实现较好的降振效果。对比多因素耦合法与半周期错相减振法,后者计算的孔间延时不能确保是最优微差时间,可能造成合成振速偏大。当需要严格控制爆破振动时,通过多因素耦合法可以实现爆破参数的精确设计。     

隧道内部爆破振动传播规律与降振技术研究

目前隧道施工普遍应用矿山法，爆破振动对隧道内围岩、支护结构的影响及其灾害控制一直是热点问题。为研究爆破振动在隧道内部的传播规律，以某软弱围岩隧道为工程背景，分别对错距三台阶齐爆和分爆的振动信号进行现场监测。采用萨道夫斯基公式非线性回归、Fourier变换方法对测试数据进行分析和研究。结果表明：对于隧道同一断面，拱顶具有振动速度大、振动主频高、衰减速度慢的特点；三台阶间采用100 ms延时爆破时，可以实现爆破能量在时空分布上的离散，振动叠加效应明显减弱。设计单孔爆破试验，掏槽区域中间设置试验孔，试验孔与整个爆破网络的延期设置为100 ms获取单孔振动波形，基于线性叠加原理，计算不同延期时间下掏槽爆破合成振动波形来优选微差延期时间。结果表明：孔间延期时间在4～7 ms时，掏槽爆破引起的峰值振速急剧下降，干扰降振的效果明显，延时超过7 ms后，峰值振速无显著差异；掏槽孔延期时间取7 ms时减振效果最佳，将最佳延期时间应用于现场爆破，取得了良好的降振效果。     

中远区微差爆破振动叠加效应影响因素分析

微差爆破中先后起爆的炮孔产生的地震波相互叠加是一种常见现象.从单孔爆破振动特性出发,对中远区微差爆破振动叠加效应的产生及其影响因素进行了分析.微差爆破的振动波形在近区主振相持续时间短,波形窄,叠加效应不明显,各分段爆破的波形基本独立,而中远区振动波形主振相持续时间长,波形拉宽,叠加效应较明显,难以辨别各分段爆破的波形.中远区微差爆破振动叠加效应产生的主要因素是介质的衰减慢.振动叠加强度与爆源结构特性、爆心距和间隔时间有关.     

台阶爆破振动传播规律及动力响应特征研究

针对台阶爆破施工对邻近建(构)筑物的破坏问题,以某台阶爆破工程为背景,通过现场实验及数值计算,研究了水平距与高程共同作用下单响最大药量为3.8 kg、直径为38 mm孔爆破振动传播规律及动力响应特征。研究表明:振速响应特征规律与现场实测一致,水平距与高程共同作用下爆源近处峰值振速衰减较快,远处衰减较慢,垂向出现典型的高程放大效应,放大系数为1.2倍,但总体峰值振速并没有出现放大效应,主频率与总体峰值振速保持较好的一致性,总体呈衰减趋势;位移响应特征规律与振速变化趋势一致,合成峰值位移与合成峰值振速存在函数关系y=0.18+0.74v。     

爆破条件对爆破震动信号分析中小波包时频特征的影响

非平稳信号的小波包分析是在小波变换基础上发展起来的 ,它对小波分析中没有细分的高频部分进一步分解 ,从而能够对信号局部信息进行更为精细的掌握。爆破条件是影响爆破震动时频特征分布的主要因素之一。本研究中 ,针对在不同段药量、不同微差间隔时间及近似相同的其它条件下产生的爆破震动信号 ,运用小波包分析方法对其进行了时频分析 ,主要探讨了段药量、段微差间隔时间对爆破震动时频分布的影响规律。段药量对爆破震动波形时频特征的影响主要体现在各层小波包主振频带内的细节信号峰值质点振速方面 ,各细节信号的峰值质点振速随段药量增加而增大 ,但主振频带分布保持基本的一致性 ,同一主振频带下小波包细节信号的阻尼比也趋于一致 ;段微差时间间隔对爆破震动时频特征的影响主要表现在 :延长各主振频带小波包细节信号的振动持时 ,不同微差单段波形的叠加增加了主振频带个数 (优势频率个数 )并使各频带内的优势频率值有微弱增大的趋势     

干扰减振控制分析与应用实例

分析了炮孔波形减振特征,提出了在相同炮孔地质特征区,对预定地域的最优化的有控干扰减振方法;以及双孔为组,组内爆破振动波时移主频半周起爆,孔间短延时最优干扰减振,为减弱波形随机变化的影响,组间合理长延时爆破的可靠起爆方案。提出了从实测多孔波中提取同区炮孔平均子波的"迭后减前"算法和提取子波收敛判据,由此可以从实测多孔波中,计算出真实的起爆间隔时间,炮孔相同波形子波,异频率子波和异振幅子波,为有控干扰减振和炮孔波形分区,准备了必要前提。工业性生产试验和台阶爆破开采结果表明,在炮孔具有前震相的近频衰减子波的易减振区,有前震相和次峰的衰减子波的可减振区,可以采用本文的干扰减振方法,将群孔的地震动降低到单孔爆破振动以下水平。在易减振区和可减振区,子波振幅比kt在1.0~0.6内变化,不会改变原相同子波的干扰减振效果;干扰两子波的主振相频率比kf在1.0~0.9内随机变化,也能干扰减振。     

干扰减振控制分析与应用实例

分析了炮孔波形减振特征,提出了在相同炮孔地质特征区,对预定地域的最优化的有控干扰减振方法;以及双孔为组,组内爆破振动波时移主频半周起爆,孔间短延时最优干扰减振,为减弱波形随机变化的影响,组间合理长延时爆破的可靠起爆方案。提出了从实测多孔波中提取同区炮孔平均子波的"迭后减前"算法和提取子波收敛判据,由此可以从实测多孔波中,计算出真实的起爆间隔时间,炮孔相同波形子波,异频率子波和异振幅子波,为有控干扰减振和炮孔波形分区,准备了必要前提。工业性生产试验和台阶爆破开采结果表明,在炮孔具有前震相的近频衰减子波的易减振区,有前震相和次峰的衰减子波的可减振区,可以采用本文的干扰减振方法,将群孔的地震动降低到单孔爆破振动以下水平。在易减振区和可减振区,子波振幅比kt在1.0⁰.6内变化,不会改变原相同子波的干扰减振效果;干扰两子波的主振相频率比kf在1.00.6内变化,不会改变原相同子波的干扰减振效果;干扰两子波的主振相频率比kf在1.0⁰.9内随机变化,也能干扰减振。     

爆破参量对爆破振动信号能量分布特征影响的研究

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,利用小波包技术对比分析了单段和多段微差爆破、单段有无临空面等不同爆破条件下监测到的爆破振动信号各频带上的能量分布特性,研究结果表明:爆破振动信号能量集中分布在200 Hz以下的主振频带附近,主振频带又可分为几个子振带;爆破振动信号中高频(90～125 Hz)成分的衰减快于低频(0～75 Hz)成分;单段爆破条件下振动信号在低频带上的能量分布要高于多段微差爆破时振动信号在该频带上的能量分布;当炮孔有临空面时,炸药爆炸后穿过岩石粉碎区并以地震波形式传播的能量会减小;单段爆破时,药量的增加会导致振动信号总能量的明显增加,但对于各频带能量分布规律的影响并不明显。     

毫秒延时爆破振动叠加作用的数值模拟研究

首先进行了单孔爆破地震波数值模拟,其波形变化规律与相关研究相吻合。在此基础上进行了两孔延时间隔为0～25ms的爆破振动波形叠加作用的数值模拟,并讨论了两种不同延时间隔理论的可行性和实用性。研究表明,即使延时间隔不足1/5倍主震周期,毫秒延时爆破的振速也低于齐发爆破的振速;当延时间隔约为1/2倍主震周期时,存在部分测点振速低于单孔爆破振速的现象,但由于爆破振动周期不规则变化,其降振的可靠性不高;当延时间隔大于地震波持续时间时,可避免前后地震波主震段叠加,从而将多孔毫秒延时爆破振速降低至单孔爆破的振速。     

立井直眼微差爆破模型试验振动测试与分析

为降低立井爆破施工的振动效应,以立井爆破中两圈直眼为原型,实施三种不同起爆延期的直眼微差爆破模型试验,并用UBOX-5016型爆破振动智能监测仪测试混凝土模型的爆破振动效应。实测爆破振动波表明,微差爆破可减少单段起爆药量、明显降低爆破振动效应;起爆延期25 ms时I段、Ⅱ段爆破振动波形彼此叠加,测点形成干扰降振效应,爆破峰值振动速度较小;起爆延期为50 ms时I段、Ⅲ段爆破振动波形彼此独立,峰值振动速度由单段起爆药量决定。竖向爆破振动波形频谱分析表明,微差爆破振动幅值明显低于齐发爆破,且波形复杂。微差爆破能显著降低爆破振动效应,主振频率较高。     

基于精确延时的基坑开挖爆破振动控制研究

为了控制精确延时爆破时的爆破振动,基于弹性本波理论给出了合理的毫秒延时间隔时间计算公式,并结合基坑开挖工程,对现场实测信号进行分析。结果表明：孔内毫秒延时间隔为4 ms和孔间毫秒延时间隔为12 ms时的瞬时能量较小,利于爆破振动控制。短毫秒延时间隔能够实现爆破地震波能量大幅减小,并能优化爆破振动能量分布范围,趋向于高频方向发展。     

特殊环境下石场延时控制爆破开采技术

结合花岗岩石场开采爆破实践,介绍了在特殊环境下,利用间隔装药结构和使用普通毫秒导爆管雷管,直接控制炮孔起爆的毫秒延时爆破技术,以及在深孔爆破对有害效应进行控制的相关技术方法和参数。当炮孔深度h≤20m时,采用一层间隔,分两段装药;炮孔深度大于20m,小于25m时,采用两层间隔,分三段装药,孔间间隔时间Δt=100~125ms。在爆区采用"一钻到底"的钻爆施工方式,一次爆破用药量≤2 000kg;根据距爆区最近距离为60m的情况,确定最大单响起爆药量为79.7kg。为在当前电子雷管单价相对较高的情况下,运用普通毫秒导爆管雷管实现毫秒延时爆破、保障爆破安全、改善爆破效果、降低爆破成本等,提供了一种有益的参考。     

锦屏二级水电站导流隧洞进口围堰拆除爆破

介绍了锦屏二级水电站导流隧洞进口围堰拆除工程的岩坎拆除爆破方案、爆破参数、爆破网路以及爆破安全防护措施.水下岩坎拆除的高度为10 m.考虑满足水力冲渣、保证邻近混凝土结构的爆破振动安全等因素,岩坎拆除爆破采用平均1.8 kg/m3的高单耗设计,采用孔排间微差起爆网路,孔内采用高段位非电毫秒导爆管雷管起爆,孔外采用低段位...     

地铁隧道电子与非电子雷管爆破振动信号的HHT对比分析

运用HHT分析方法对深圳地铁7号线及北京地铁16号线的实测爆破振动信号进行分析,对比普通毫秒延时雷管和电子雷管在爆破振动强度、延时时间、时频特性和能量分布特征等方面的不同。结果表明:电子雷管应用于单孔连续起爆技术,能量利用率高,可以有效的减小爆破振动强度和振动持续时间,在降低了单段装药量的同时增加了循环进尺深度。普通毫秒雷管爆破产生的瞬时能量较大,在频带范围内的分布相对较广;电子雷管的瞬时能量相对较小,且在频带上分布多集中在中低频部分。利用HHT瞬时能量法可以有效识别普通毫秒雷管的实际延时时间,而电子雷管相邻段位间的延时间隔时间很小,爆炸应力波发生了复杂的叠加和干扰,识别出的突变峰值明显小于普通毫秒雷管的爆破。     

复杂环境大区露天深孔台阶爆破技术在岙山油库区开挖中的应用

介绍了复杂环境下大区深孔台阶运孔毫秒延时爆破技术在岙山油库区开挖中的应用.认为采用正方形布孔方式、适当加大炸药单耗和钻孔超深、采用高精度雷管起爆、起爆顺序应结合爆区形状和岩层结构情况以及振动监测等是成功实施复杂环境下大区深孔台阶逐孔毫秒延时爆破设计的重点内容.     

新冶钢场平石方爆破

针对某钢厂复杂环境下的场平石方爆破工程,选取了合理的孔网参数和炸药单耗,采用了连续柱状装药和分层装药相结合的装药结构,设计了逐孔起爆和孔内外毫秒延期起爆相结合的爆破网路,从而有效地控制了爆破飞石和爆破振动危害,达到预期的工程目的.     

特殊环境下石场延时控制爆破开采技术

结合花岗岩石场开采爆破实践,介绍了在特殊环境下,利用间隔装药结构和使用普通毫秒导爆管雷管,直接控制炮孔起爆的毫秒延时爆破技术,以及在深孔爆破对有害效应进行控制的相关技术方法和参数。当炮孔深度h≤20m时,采用一层间隔,分两段装药;炮孔深度大于20m,小于25m时,采用两层间隔,分三段装药,孔间间隔时间Δt=100¹25ms。在爆区采用"一钻到底"的钻爆施工方式,一次爆破用药量≤2 000kg;根据距爆区最近距离为60m的情况,确定最大单响起爆药量为79.7kg。为在当前电子雷管单价相对较高的情况下,运用普通毫秒导爆管雷管实现毫秒延时爆破、保障爆破安全、改善爆破效果、降低爆破成本等,提供了一种有益的参考。     

缓冲孔对爆破振动信号幅频特性影响研究

为探索缓冲孔对爆破振动信号的峰值质点振动速度、主振频率和各频带能量分布等的影响,依托贵州某露天矿临近边坡爆破振动试验,获得了现场主爆破和缓冲爆破的振动信号。分别采用小波包分析和数值模拟方法对采用主爆破和缓冲爆破的振动信号进行分析。结果表明,临近边坡缓冲爆破具有明显的减震效应。相同测点条件下,水平切向振动信号的减振率最大,减振效果最好。且随着测点距爆源的距离越近,其减振效果越好。爆破振动信号的能量主要集中于60 Hz以内且分布极不均匀,存在多个主振频带。设置缓冲孔进行临近边坡爆破时,其振动信号的能量更向高频的主振频带集中,有利于避开边坡的自振频率。