深孔台阶爆破振动衰减及信号能量频域分布特征

为分析露天矿深孔台阶爆破振动幅值和频率随水平距离和高程变化的衰减规律,进行了5次爆破振动测试,分析了不同地形条件下爆破振动的衰减特点;利用小波包方法分析爆破振动信号能量的频域分布。结果表明,露天深孔台阶爆破振动存在明显的高程放大效应,三向振速中水平向振速较大,主振频率为7～10 Hz,爆破振动信号能量主要分布在7.3～14.6 Hz和14.6～29.3 Hz频带。     

基于HHT的露天矿爆破振动信号分析

采用经验模态分解(EMD)提取爆破振动信号的固有模态函数(IMF)分量,对主要成分作Hilbert变换,得到各IMF分量的频率特征;对振动信号进行Hilbert变换,得到信号的Hilbert谱和边际能量谱,从频谱能量的角度分析了爆破振动能量在不同频率段的分布特征。结果表明:爆破能量主要集中在100 Hz以内的低频区域,0"20 Hz频带能量分布较均匀,20"45 Hz能量变化较大,45 Hz以后能量很小。研究结果验证了HHT方法在爆破振动信号分析中的高效性和适应性,HHT方法处理非线性、非平稳的爆破振动信号简单有效,具有很好的推广价值。     

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PEMD的露天边坡不同高程爆破振动信号频谱特征研究

为了更好地研究边坡爆破振动信号的频谱特征分布,结合露天边坡爆破振动试验分析,利用正交经验模态分解方法(Principal Empirical Mode Decomposition,PEMD)剔除了振动信号中的噪声,对不同高程的边坡爆破振动信号频谱特征进行了研究。结果表明:(1)节理裂隙发育边坡在当前起爆方式下,爆破振动信号能量的优势频段为10～100 Hz,其频段内的能量占总能量的64.2%～88.0%;(2)同一高程不同振动方向的爆破振动信号中,径向峰值振动速度最大,主振频段内集中的振动能量最大;(3)在边坡特定高程处,爆破振动信号不同频率成分存在选择放大或衰减效应,且不同振动方向能量的放大与衰减程度并不相同;(4)随着高程的增加,爆破振动信号的峰值瞬时能量表现为先增大后减小,在边坡出现高程放大效应处达到最大。     

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。     

高精度雷管爆破振动信号特征比较分析

结合普通雷管和高精度雷管爆破振动监测实验数据,采用小波包分析提取爆破振动信号能量分布特征,对比分析和研究了高精度雷管与普通雷管振动信号在频带分布、不同频带能量方面的特征。结果表明使用高精度雷管实施爆破有助于降低爆破振动。高精度雷管振动信号频带分布较窄,90%以上的能量集中于0~100 Hz,低频带能量占据比重较大,在0~50 Hz内的能量约占总能量的75%~90%。要注意在0~4 Hz内的能量对周围建构筑物的影响,而不能仅仅靠振动速度来判断爆破振动对建构筑物的影响。     

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。     

某核电站控界保护性开挖爆破信号小波包分析

使用TC4850便携式振动监测仪,对某核电站控界保护性开挖爆破工程进行振动测量,基于MATLAB编程分析,对原始信号进行去噪,并分析其能量特性;采用小波包分析方法研究了振动幅值、频谱特性和能量频带分布特征.结果表明:在既定研究条件下,该区域的爆破振动主要频率范围为7.812 5~23.437 5 Hz,频带能量约占总能量的70%.研究结论为工程技术人员优化该核电站爆破参数,降低爆破振动,控制边坡损伤提供了依据.     

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。     

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。     

高精度雷管逐孔起爆地震信号的精确时频分析

靠近煤炭筒仓建筑等的重要设施进行台阶爆破时,必须严格控制爆破振动低频带上能量的大小。基于HHT(希尔伯特-黄变换）方法,结合别斯库都克露天煤矿台阶爆破逐孔起爆方案,研究爆破振动信号的时频及能量分布特征。结果表明：研究建（构）筑物受爆破振动响应,选用爆破振动信号水平分量更为合理;分析爆破振动信号时频特征需结合爆破参数、场地等多因素;高精度雷管逐孔起爆方案可以使爆破振动信号能量分布更均匀,减少能量在10 Hz以下低频带上的分布。     

基于 EEMD-HHT 法的露天矿山深孔爆破振动效应研究

工程爆破在我国国民经济建设过程中发挥着重要的作用,但作为爆破有害效应之首的爆破振动是一个不可忽视的问题。为研究露天矿山深孔控制爆破“高程效应”“鞭梢效应”以及爆破振动波能量分布特征,依托星光露天矿山深孔控制爆破工程,通过现场爆破试验研究,提出了一种基于电子雷管精确延时与EEMD HHT信号分析技术的爆破振动效应分析方法。研究表明：爆破振动速度总体呈现衰减趋势,存在高程放大效应,且具有明显的方向性,放大系数表现为垂向（Z方向）>径向（X方向）>切向（Y方向）;同一高程,“鞭梢效应”现象明显,表现为台阶外缘附近岩体质点峰值振动速度大于内缘边坡坡脚处;爆破振动信号能量优势频段分布于10~50 Hz,并且以低频段为主,爆破振动波能量垂向（Z方向）>切向（Y方向）>径向（X方向）。通过对露天矿山深孔控制爆破振动效应的研究,降低了爆破振动对岩体扰动的影响,爆后边坡岩体稳定,轮廓清晰,破岩块度均匀,为类似工程提供了参考依据。     

爆破震动信号的小波包分析

爆破引起的震动非常复杂,是一种典型的非平稳信号。利用小波分析良好的时频局部化性质,可以很好地对爆破地震波进行信号重构和能量分析。利用MATLAB的“db6”小波基函数,编制MATLAB程序,把震动信号划分为几个频带进行分析,在每个频带上选取该波段的速度峰值及其主频,据此得出不同频带上的能量分布情况。通过对实测爆破震动信号的小波包分析可以看出,大多数信号的主频位于0～15 Hz以内的中低频带内,这对爆破震动的安全控制具有现实意义。     

基于EMD-HHT的地下浅孔爆破振动规律研究

为了研究金沙矿业官房矿段地下浅孔爆破作业过程中地震强度过大的问题,采取爆破振动监测手段在地表对两次不同炸药量的爆破作业进行监测.基于HHT方法和EMD分解对地下浅孔爆破地震波信号的峰值振速、频率和振幅进行了分析.结果表明:峰值振速反映爆破振动强度及最大荷载区域,主振频率反映爆破作业下建(构)筑物的动态响应情况.地下浅孔...     

冻结立井爆破冻结壁成形控制与井壁减振研究

控制爆破动载荷对冻结管、冻结壁及井壁的扰动和破坏是冻结井筒施工的重要环节。以万福矿井筒掘进工程为依托,采用周边眼普通光面爆破、半圈切缝药包和整圈切缝药包3种形式,运用多重分形理论,提取了3种条件下冻结壁成形图像多重分形谱特征参数;利用频率切片小波实现了3方案下不同频带信号重构;通过小波包算法对井壁爆破振动进行了监测分析,获取了相应信号频带能量分布。结果表明:多重分形谱可用来客观评价切缝药包对冻结壁的护壁作用;井壁振动信号主频较地面爆破振动高,通常在150 Hz左右;随着频率的升高,井壁振动信号振幅和能量都不断降低;在低频段(0~250 Hz),相对于周边眼普通光面爆破,半圈切缝药包能量降低了41.54%,整圈切缝药包能量降低了52.42%,切缝药包在低频段具有显著的"吸能"作用;在中频段(300~500 Hz),由于半圈切缝药包装药能量释放不均衡及井筒结构体非严格对称导致频带能量出现了"选择放大"效应;在高频段(700~900 Hz),能量沿高程"区域集中"现象说明切缝药包的减振效果更多地体现在爆破近区。验证了切缝药包的减振和对冻结壁的护壁作用。     

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。     

岩巷掘进中电子雷管爆破振动信号的时频能量分析

挂帮矿地下开采环节伴随着爆破活动的进行,容易导致最终边坡失稳,为探究振动信号的时频能量分布特征,评估振动危害,在和静县备战铁矿开展了多组测振试验。对于监测所得振动数据,运用Hilbert-Huang变换(HHT)法,并结合小波软阈值去噪,从时间、频率和能量的角度对该挂帮矿振动信号进行了分析,同时运用EMD(Empirical Mode Decomposition)延期识别法和瞬时能量延期识别法,对电子雷管实际延期时间进行了识别。分析结果表明:(1)爆破能量主要集中在0～200 Hz频带范围内,主振频带为0～50 Hz;(2)爆破能量朝低频方向发展,在0～10 Hz频带内含有51.22%的能量,低频带内蕴含大部分能量,容易引发建(构)筑物自振,对挂帮矿边坡稳定性具有很大威胁;(3)在0.495 s和1.119 s,即掏槽孔爆破和辅助孔爆破时产生较大能量,因此建议为掏槽孔设置空孔,并适当减小第5段辅助孔装药量;(4)在常规延期下,EMD法和瞬时能量法的雷管段数识别率均为100%,对于实际延期时间的识别,EMD法识别精度为95.2%,瞬时能量法仅为82.6%。初步分析,这是因为EMD法自身进...     

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。