电子雷管和导爆管雷管爆破的振动能量对比分析

为了对比电子雷管和导爆管雷管延期起爆对爆破振动能量分布规律的影响,从爆破振动能量角度开展了模型试验与现场试验。基于MATLAB小波包分析方法,将爆破振动信号按频率划分为32个频带,分析了各频带能量和质点峰值速度(PPV)。结果表明:电子雷管和导爆管雷管延期起爆产生的振动能量主要集中在1～4频带(0～125Hz),随着爆破振动能量增加,能量分布趋向于中高频带;振动能量显著影响峰值质点速度大小,导爆管雷管起爆条件下频带由低到高,其PPV先减少、再增加、后减少,呈“N”形分布;现场试验中相比于导爆管雷管,电子雷管起爆条件下的平均降振率为21.3%,平均振动能量降低了32.7%;使用导爆管雷管进行微差爆破作业时,由于导爆管雷管的延期精度较差,导致炮孔之间的振动叠加效应十分明显,爆破产生的振动能量远大于电子雷管起爆产生的振动能量。实际工程中,通过电子雷管设置合理的延期时间可以有效降低爆破振动。     

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。     

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。     

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。     

隧道爆破振动控制方法研究

为了完善隧道爆破振动安全判据,基于能量原理,以最大瞬时输入能量衡量首次超越破坏,以滞回耗能衡量累积损伤破坏,将二者相结合作为隧道爆破振动安全判据。以北京国道109高速公路工程三工区爆破施工现场为依托,选择合理的间距布设振动监测点,以实测数据为基础,对各点瞬时输入能量和滞回耗能进行计算。同时,选取不同的掏槽孔延期时间,监测不同距离下的振动数值,进行瞬时输入能量和滞回耗能计算。研究表明：当瞬时输入能量足够大时,隧道结构会在短时间内发生破坏,当滞回耗能达到一定值时,隧道结构会发生累积损伤破坏;基于瞬时输入能量与滞回耗能二者相结合使用的安全判据具有科学性与全面性;选择合理的掏槽孔延期时间需要考虑爆源与保护物之间的距离。     

基于HHT的高陡边坡爆破振动规律研究

为研究爆破振动信号在高陡边坡传播规律,以某露天矿高陡岩质边坡为工程背景,提出了测点布置原则,并基于HHT方法研究了IMF分量、Hilbert瞬时能量谱、能量谱及边际谱。结果表明：测振仪传感器禁止安装在褶皱及断裂带上,各测振仪监测点的岩性基本一致;爆破振动以低频为主,能量分布范围为0～100 Hz,且大部分能量集中于50 Hz以下的低频段区。     

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。     

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。     

基于HHT频谱分析研究断层对爆破地震波传播的影响

为了研究断层对爆破地震波传播规律的影响,选用位于385中段450水平断层FⅢ-0附近的24线和26线布置测点。利用Matlab软件对测振仪测得的爆破振动信号分析。使用经验模态EMD先分解出高频段再过度到低频段,直到最后一个分量。运用利用HHT变换得到时间-频率-能量的三维谱、能量分布图、边际谱及瞬时能量图。通过对穿过断层前后的爆破振动信号进行对比分析得到,爆破地震波在穿过断层后能量幅值降低,但是低频部分能量增加;边际谱频带变宽、能量分散、低频作用更加明显;瞬时能量谱峰值减小10倍左右,振动持续时间增加,表明低频作用更强。     

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。     

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...     

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。     

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...     

采用高精度雷管的微差爆破实践

简单介绍了微差爆破的原理,阐述了高精度雷管的性能,并与普通雷管进行了延期时间与误差比较。在兰尖铁矿用高精度雷管进行了孔内孔间微差爆破试验,爆破震动测试数据表明,在露天矿采场生产爆破中,使用高精度雷管进行孔内孔间微差爆破,能取得好的降震效果和爆破质量。     

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。     

临近地铁车站爆破振动效应对高层建筑的影响

明晰建(构)筑物的爆破振动响应规律在工程和经济上具有重要意义。针对某地铁车站A出入口爆破施工,运用HHT方法分析某小区2号楼振动信号的衰减特征。研究结果表明：沿高程增加方向,三矢量振速峰值先急剧衰减,后在中间楼层呈波浪形变化并在顶层放大,振速变化分为衰减区(0～26.15 m]、波动区(26.15～71.75 m]和放大区(71.75～94.55 m]。随高程增加,Hilbert谱的形态由三峰值逐渐转变为单峰值结构,能量幅值降低;优势频带由75～125 Hz衰减为10～40 Hz,主频向低频过渡,振速放大区楼层振动频率较低且易引发共振。根据地面测点拟合顶层能量谱的构成,验证了顶层放大效应的实质,是对爆破地震波中与建筑物固有频率接近的能量进行选择放大。