基于EEMD-Hilbert变换的爆破振动信号频带-能量分布特征研究

为研究爆破地震波传播时的能量分布规律，以某基坑爆破工程为工程背景，利用EEMD-Hilbert工具，分析了同一测点不同方向、同直线不同爆心距以及同爆心距离不同最大段药量的爆破振动信号。结果表明，垂向信号能量主要集中在中频带，水平径向信号能量在中、低频带均有分布，水平切向信号能量主要集中在高频带；同次监测下，随着爆心距增大，信号高频能量衰减得更快，信号能量分布占比从高频向低频转移；爆心距相等的情况下，增加单段最大药量会促进信号低频能量占比增加，药量显著增大时，低频信号占比增加更为显著。     

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。     

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。     

爆破振动对地表建筑稳定性影响试验

爆破震动灾害预测和控制在爆破施工与设计中具有非常重要的地位,为了实现锡矿山锑矿床五窿道区浅层残矿的回收,确保地下开采爆破振动不影响地表建筑的安全,采用UBOX-20016爆破振动测试记录仪对该矿区地下爆破振动速度进行测定,研究了爆破振动速度与单响最大爆破药量、爆心距之间的关系.研究结果表明:采用微差爆破技术能有效的降低爆破震动的危害,该矿区地下开采微差爆破微差时间应在50 ms以上;该区残矿回收时,要严格控制单段装药量,最大不超过28.5 kg.     

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...     

多点爆破震动速度衰减规律研究

爆破震动是引起地下矿山巷道破坏的重要原因,掌握爆破震动速度衰减规律,降低爆破震动危害,对矿山的安全高效生产有着重要意义。针对铁蛋山矿区爆破震动造成下盘沿脉运输巷道破坏严重的现状,开展了爆破震动监测工作。对于完整爆破信号数据,采用最小比例距离方法确定了多点爆破爆心距、炸药量和最大振速值的对应关系,为萨道夫斯基公式应用提供参数,并采用实例验证了该方法的可靠性。在此基础上,建立了铁蛋山矿区爆破震动速度衰减模型,获得了距离下盘沿脉运输巷道不同位置开采时所允许的最大单段药量。对矿山回采过程中的爆破参数进行了改进,不同区域采用不同最大单段药量,保证了沿脉运输巷道的稳定性和产能需求。     

爆破振动速度衰减规律的多元线性回归分析

通过分析爆破质量峰值速度常用预测经验公式和某矿山实测数据,确定了影响爆破振动速度的两个关键因素是单段最大起爆药量和爆心距,并由此建立了多元线性回归模型,通过SPSS软件进行多元线性回归分析得出爆破震动速度衰减规律。     

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。     

基于小波理论的井下深孔爆破振动信号辨识与能量衰减规律分析

在爆破漏斗试验的基础上,制定了某矿山的深孔爆破方案,在现场进行了深孔爆破试验并实施了振动监测。采用小波分析方法对深孔爆破振动信号频带能量分布进行了分析,发现Ⅳ号测点的频带能量分布与其它4个测点明显不同,从而判定Ⅳ号测点数据失真。利用剩下的4个测点的数据,编制程序计算得到各测点X、Y和Z三向的能量和总能量,回归得到总能量的衰减公式。研究结果表明：在距爆点0～75 m范围内,爆破振动能量随距离增大而迅速降低;在距爆点75～250 m,爆破振动能量维持在一个较低水平且衰减速度非常缓慢;超过250 m以后,爆破振动能量几乎为零。     

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。     

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。     

段数对爆破振动信号的时频特性影响分析

为了研究段数对爆破振动信号时频特性的影响,首先将实测的单段信号利用Matlab7.0编制程序,分别选取10,20,30,40 ms为微差间隔进行叠加,获取了4种微差间隔下不同段数的爆破振动信号,然后利用AOK时频分布与小波分析相结合的方法,从质点振动速度峰值、总能量、主频、频带能量的角度进行了研究。结果表明：随着段数的增加爆破振动信号质点振动速度峰值与主频存在收敛性;总能量和主频的持续时间几乎呈线性增加;频带能量比向高频发展,频带能量的持续时间延长。研究成果可全面揭示段数对爆破振动信号时频特性的影响,并为从能量的角度进行抗振、降振的研究提供参考。     

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。     

爆破地震效应激发煤与瓦斯突出的监测分析

以某突出矿井1261采煤工作面爆破为例,测试了该工作面前方卸压区和应力集中区的爆破振动速度和爆破振动频率;通过对现场测试数据的回归分析,得出了振动速度、爆破药量及地震波传播距离三者间的关系;采用“db7”小波法分析了爆破振动频谱、能量分布及爆破地震效应对煤与瓦斯突出的激发影响。监测表明：工作面前方卸压区和应力集中区爆破地震效应较小,不能直接破坏该区煤体,但该区煤体获取爆破振动能量后,工作面瓦斯突出危险性将增大。根据煤与瓦斯突出能量方程和工作面条件,调整爆破方案,可以降低爆破地震效应对采掘工作面煤与瓦斯突出的激发程度。     

模式自适应小波时能密度法及其在微差爆破振动信号分析中的应用

如何解决适合爆破振动信号特征的爆破振动信号小波基构造、添加及其实现等问题,始终是困扰广大研究者的难题。为准确确定微差爆破振动信号实际微差延迟时间,在模式自适应小波原理的基础上,构造了从实测微差爆破振动信号中分离出子信号的模式自适应小波基,然后将该模式自适应小波基添加到Matlab小波分析工具箱中,并提出了一种新的基于爆破振动信号分析的模式自适应小波时能密度法。以实验设计的多段微差爆破振动信号进行模式自适应小波时能密度法分析为例,验证了该方法的可行性。该方法亦可用于分析实测微差爆破振动信号在实际微差延迟时间的确定,并与db8小波法和模式自适应小波法进行比较,结果表明模式自适应小波时能密度法具有更好的应用效果,从而为爆破振动信号分析在实际工程中的应用提供了参考。     

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。     

爆破振动信号的小波包分解及各频段的能量分布特征

在结合爆破振动信号具有非平稳、持时短、时域与频域局部化等特性的基础上，通过对爆破振动信号分析技术的简介，得出了小波包分析技术的特点，并在确定小波包分解层数、优选小波包基的同时，运用能量计算公式在MATLAB7.0的语言环境下进行编程，得出了爆破振动信号能量分布的初步规律，为爆破振动信号的进一步研究奠定了理论基础。     

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。     

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。