爆破震动信号频带能量分布特征

研究爆破地震波的传播规律,对矿山爆破震动控制十分重要。以红透山铜矿为工程背景,在矿山巷道布置爆破震动信号测点,利用爆破振动监测仪采集测点实际生产爆破震动信号。基于小波信号分析技术,采用MATLAB编写相关程序,对信号进行小波分解与重构,优选适合测试信号的小波基,开展微差爆破震动信号能量分布特征研究。分析爆心距、总药量及传播方向3个因素对爆破震动信号能量分布规律的影响,结果表明：随着爆心距增加,爆破震动信号低频部分所占总能量的百分比变大;采用多分段微差爆破,虽然总药量增大,但是能量分布较均匀;在背向及侧向两个传播方向上,爆破震动信号频带能量分布有一定差异,传播方向对震动信号的能量分布影响显著。     

不同爆破参量对爆破振动信号能量分布的影响

为研究不同爆破参量对爆破振动信号能量分布的影响,采用小波包分析技术对不同爆破参量下某矿山的爆破振动信号进行了小波包能量分析,结果表明,随着爆心距的增加,0~15.6 Hz爆破振动信号的能量占总能量比例呈上升趋势,增幅为45.88%;15.7~62.5Hz的能量占总能量比例明显降低,降幅达56.7%。同样的,随着最大单响药量和高程的增加,0~15.6 Hz爆破振动信号的能量占总能量比例也呈上升趋势,增幅分别为33.86%和26.33%;15.7~62.5Hz的能量占总能量比例明显降低,降幅分别为50.64%和39.76%。随着爆心距、最大单响药量及高程的增加,爆破振动信号的主振频带有向低频发展的趋势。而该频率接近该矿山边坡的固有频率,容易发生共振,导致边坡失稳。     

基于小波包能量谱的多台阶地形爆破振动信号能量分布分析

对露天矿多台阶爆破震动信号进行小波包分解,分析表明,爆破振动能量集中于高低两个频段,当爆心距与高程不断增大时,爆破振动能量向低频段集中;当频率小于125Hz时,在同一水平的坡顶与坡脚处,坡顶处高频能量所占比例较大,当频率大于125Hz时,坡脚处爆破振动能量所占比例明显高于坡顶处;坡顶处频率大于125 Hz的高频能量所占比例较小,随着高程与爆心距的增大,其值变化幅度不大,维持在13%左右。     

总药量对爆破振动信号频带能量分布的影响

频带能量是衡量爆破振动危害的一个重要指标,基于小波包分析技术,对爆破振动信号进行分析,得出不同总药量对爆破振动信号频带能量分布也有较大影响,爆破振动强度不仅仅取决于最大段药量等结论。其中,爆破主振频带随总药量增加向低频发展的趋势对控制采场安全作业有重要意义。     

基于小波分析的浅埋隧道爆破地震波时频特征研究

以厦门机场路三标段隧道爆破施工为背景,通过对实测爆破地震波信号进行小波时-频分析和小波包分析,研究发现:浅埋隧道掘进爆破地震波主频随着埋深的减小而减小,同时,爆破地震波的能量主要集中频带也变得越来越窄,并且向低频带发展;隧道埋深变化不大时,随着掏槽眼最大段药量的增大,爆破振动测试信号的能量主要集中频带也变得越来越窄;隧道埋深较深时,高频部分和低频部分衰减时间相差不大;隧道埋深较浅时,高频部分的衰减比低频部分要快得多。     

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。     

不同炮孔直径爆破振动频带能量特征小波分析

结合某高铁站爆破振动实测数据,分析不同炮孔直径对爆破地震效应的影响,对爆破振动控制具有一定意义。利用小波分析方法,获得了不同直径炮孔爆破振动信号的频带特征参数。研究结果表明:不同炮孔直径的爆破振动信号成分主要分布在31.25~250 Hz中高频范围内,小孔径炮孔的主频高于大孔径的主频;小孔径炮孔的低频成分所占比例小于大孔径炮孔,且随爆心距增加,两种孔径的低频成分都有增加趋势;大孔径爆破与小孔径爆破相比,爆破振动能量衰减慢、振动持续时间长;采用小孔径、多数量炮孔布置对降低爆破振动能量有一定效果。     

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。     

台阶与预裂爆破岩体振动特征的对比研究

基于萨道夫斯基公式,对台山核电站一期工程核岛区台阶爆破和预裂爆破的岩体振动监测数据进行分析,结果表明：在20~200 m的监测范围内,预裂爆破岩体振动速度的 K , α 值均大于台阶爆破。通过量纲分析,建立了台阶爆破和预裂爆破岩体振动频率与起爆段药量及爆源距的函数关系,并通过回归分析,对比研究两种爆破类型的振动主频,结果表明：主频随最大段药量或爆源距的增大均减小;对于相同的爆源距,预裂爆破产生的振动主频高于台阶爆破,且随着最大段药量的增大两者差距逐渐变小;对于相同的最大段药量,预裂爆破主频随爆源距的衰减比台阶爆破要迅速。     

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...     

基于EMD-HHT和小波理论的地下浅孔爆破振动规律研究

为了深入研究爆破振动波的传播规律,基于EMD-HHT和小波理论分析了金沙矿业官房矿区402矿段的爆破振动信号。分析结果表明,爆破振动信号的优势能量频率带和能量分布时间主要集中在50Hz、0.65s以内,爆破振动能量的最大值为0.0111cm2.s-2,能量分布主要呈正态分布,在频率为20Hz时能量分布达到了峰值,占爆破振动能量的11.8%,爆破振动信号的最大瞬时能量随着最大单响药量的增加逐渐加大。     

总药量对爆破振动信号频带能量分布的影响

以研山铁矿露天开采工程为依托,采用定点观测的方法对矿区边坡进行爆破振动监测。根据爆破振动信号具有非平稳的特点,利用小波包分析技术对现场监测的爆破振动信号进行了时频特征分析。总结了不同总药量下的研山铁矿爆破振动信号能量频带分布规律,研究表明:总药量对爆破振动强度有较大影响,随着总药量的增加,其爆破振动信号频带的能量有增加的趋势;并且主振频带有向低频发展的趋势,不利于工程建(构)筑物的安全。     

基于振动信号分析的煤矿岩石巷道掘进爆破优化研究

通过对煤矿岩石巷道掘进爆破振动信号进行直观分析和频谱分析,得出影响巷道掘进爆破振动的因素主要有埋深、爆心距、掏槽眼最大段药量、总药量。通过工程实例分析,在保证巷道掘进进尺的情况下,改变掏槽方式和减小掏槽眼最大段药量,降振效果更加明显,能够使围岩稳定性增大,达到安全经济的巷道掘进爆破。     

爆破延期时间等主要参数对爆破震动的影响

从爆破震动影响因素入手，分析毫秒微差延期时间、测点距爆区距离、药量分布等爆破参数对爆破震动的影响，并用爆破震动观测实例说明以毫秒微差为主要降低爆破震动手段时，不能只考虑同段最大药量，还要考虑延期时间，测点距爆区距离及各段药量分布等参数，只有3者达到和谐统一时，才能达到最佳降震效果。     

爆破动载下全长锚固玻璃钢锚杆动力响应特征研究

针对爆破动载下全长砂浆锚固玻璃钢锚杆损伤破坏问题,基于结构动力学,依据爆炸球面波理论建立全长砂浆锚固玻璃钢锚杆动力响应模型。根据金山店铁矿全长砂浆锚固玻璃钢锚杆支护参数和爆破振动监测数据,计算并分析爆破动载下锚杆轴向应力、剪切应力随时间的变化特征和分布规律;研究爆心距、单次最大起爆药量和围岩弹性模量对锚杆动力响应的影响。结果表明:爆破动载下锚杆轴向应力和剪切应力最大值随单次起爆药量的增加快速增大且随时间呈正弦式变化和衰减,但随爆心距的增加而快速降低;应力作用范围主要集中在锚杆孔口附近的锚固段内且随应力峰值的增大而增长,但随着围岩弹性模量的减小逐渐增大且剪切应力最大值逐渐向锚固段深处移动,表明全长锚固玻璃钢锚杆在爆破动载下发生杆体尾部的断裂破坏或锚杆与砂浆接触面的剪切破坏与围岩性质相关。     

爆破地震波能量随距离衰减规律实例分析

根据小波包方法具有多分辨率分析和适应突变信号的特点,文章采用该方法,结合工程爆破地震监测资料,分析了爆破振动信号不同频带的能量分布规律及信号能量时程曲线,对爆破振动信号能量在传播过程中离开爆源距离改变而变化的规律进行了探讨。表明:地震波信号在传播过程中,各频带内能量的衰减明显不同,高频带能量衰减较快,低频带能量衰减相对较慢。     

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。     

爆炸动载与预紧力静载下全长锚固玻璃钢锚杆受力特征研究

针对爆破动载下全长锚固玻璃钢锚杆力学响应特征及破坏问题,建立动-静载联合作用下全长锚固玻璃钢锚杆受力分析模型,分析爆破动载下玻璃钢锚杆轴向应力和剪切应力分布特征,研究最大单段起爆炸药量、爆心距、岩体弹性模量对玻璃钢锚杆力学响应特征的影响。结果表明:在爆破动载作用下,全长锚固玻璃钢锚杆轴向应力和剪切应力均集中出现在锚杆尾部锚固段与自由段交界面附近较小范围内,且最大单段起爆药量对锚杆受力影响显著;锚杆轴向应力和剪切应力随着爆心距的增加快速降低,在爆心距10～15 m范围内锚杆受爆破动载影响最大,易发生尾部杆体断裂破坏;随着岩体弹性模量增大,锚杆轴向应力逐渐降低,但剪切应力先逐渐升高后再缓慢降低。研究结果与现有实验室相似试验结论及现场试验现象相吻合,可以为爆破动载下全长锚固玻璃钢锚杆的支护设计及爆破控制提供依据。     

最大段药量对爆破振动信号频带能量分布的影响

根据爆破振动信号短时非平稳的特点，利用小波包分析技术对地下工程爆破振动信号频带能量分布与最大段药量的关系进行了探讨。介绍了小渡变换与小波包分析的特点。基于MATLAB对爆破振动信号进行深层次的小波包分析，得到了爆破振动信号在不同频带上的能量分布图。最后，分析了地下工程爆破振动信号的能量分布与最大段药量的不同所显示出来的一些规律。     

露天转地下开采爆破振动的现场监测与分析

对大冶铁矿东露天转地下开采无底柱分段崩落法回采挂帮矿爆破振动速度的测试与研究表明，质点爆破振动速度与单响最大爆破药量、爆心距、炸药种类和堵塞情况有关。在露天转地下开采时，如果对采空区充填废石，不仅可以使边坡表面岩体处于有利的三向受力状态，回填废石体还起到了爆破减震作用，同时还有明显的高频滤波作用，有利于保持地下巷道的稳定性。