临近边坡精确延时控制爆破实验及数值模拟研究

为了研究边坡在不同延期时间下的微差爆破振动强度,结合微差爆破理论,采用我国自主研发的隆芯1#数码电子雷管进行了混凝土边坡模型的精确延时控制爆破实验;并利用有限元分析软件ANSYS进行了数值模拟,研究了精确延时控制爆破作用下不同微差时间对爆破振动强度的影响。结果表明:精确延时控制爆破技术的应用对边坡有着良好的减震效果,模型实验条件下,延期时间为2 ms时减震效果最优。     

洞室爆破振动信号时频分析及能量分布研究

为有效预测洞室爆破对振动的振动规律,减小振动对保护建筑物的不良影响,分析起爆段数对能量分布的影响规律,需要对不同段数洞室爆破振动信号能量分布规律进行研究。以汝阳泉水沟尾矿库初期坝工程坝体堆石料开采为工程背景,采用小波变换法对爆破振动信号进行处理,获得各层频带包含能量方面信息,从频率和能量方面分析爆破振动信号时频特征。得到主振频率基本落在能量集中的频带,数个频带能量集中的现象依然存在。对比不同起爆段数的振动信号的能量分布情况,发现通过增加起爆段数,能够减少同时数个频带能量集中的现象。结合Hilbert-Huang变换(HHT)方法能同时分析信号时频特征的优点,进一步推论起爆段数增加使得振动波相互叠加效果加强,高频段振动分量相互叠加振幅消减,从而使主频向低频率收敛。     

爆破振动信号时频特征的微差时间效应

基于平滑伪Wigner-Ville分布信号重排(RSPWVD),用matlab5.6编写的振动信号处理软件,并在海钢北一采场就微差间隔时间对爆破振动的影响进行试验的基础上,研究了振动信号时频特征的微差时间效应.基于平滑伪Wigner-Ville分布信号重排能全面反映爆破振动信号的时频特征,具有良好的聚集性.采用BC-6型微差起爆器起爆瞬发雷管消除了微差雷管时间漂移带来的误差.将测试获得的不同微差时间条件下的爆破振动波形进行重排,获得了相应条件下的爆破振动时频特征.研究表明,微差时间对爆破振动信号的时频特征影响很大,延迟时间的长短直接影响到整个爆破振动信号主频率及其持续时间.图2,表1,参11.     

地铁隧道电子雷管爆破降振技术及爆破参数优化研究

文章以北京地铁隧道16号线施工为工程背景,采用电子雷管爆破技术,研究了不同炮孔布置方式及隧道上方土体较厚时爆破振动波的传播规律。研究结果表明：采用三排掏槽孔爆破可以有效的降低爆破振动,并提高单次进尺;隧道埋深较大时,爆破主频较低,信号内小于20Hz的低频能量比例较大。采用电子雷管微差爆破很难提高爆破远区的振动主频,因此必须减小爆破药量和单次进尺以控制振动强度;距隧道掌子面25—30m范围内有建筑物时,必须采用小爆破进尺,单孔装药量最大不超过1.2kg;当建筑物在30m以外时,可以适当增加爆破进尺,以保证隧道的高效和安全施工。研究成果可为类似工程提供有益的参考。     

用小波变换识别微差爆破中的实际延迟时间

在微差爆破工程中,由于延期微差时间往往与实际延期时间有较大出入,影响了微差爆破的效果和顺利实施.基于这一现状,利用小波变换具有突出被分析信号局部特征的能力,通过分析爆破工程中所监测到的振动信号.有效地识别出微差爆破中各段雷管的起爆时刘,进而可以确定爆破中所用雷管的实际延期时间.以某地下矿山进行的微差爆破监测到的爆破振动信号进行小波分析为例,验证了此方法的有效性.图3,表3,参7.     

地铁隧道电子雷管爆破降振技术及爆破参数优化

以北京地铁隧道16号线施工为工程背景,采用电子雷管爆破技术,研究了不同炮孔布置方式及隧道上方土体较厚时爆破振动波的传播规律。研究结果表明:采用三排掏槽孔爆破可以有效地降低爆破振动,并提高单次进尺。隧道埋深较大时,爆破主频较低,信号内小于20 Hz的低频能量比例较大。采用电子雷管微差爆破很难提高爆破远区的振动主频,因此必须减小爆破药量和单次进尺以控制振动强度。距隧道掌子面25~30 m范围内有建筑物时,必须采用小爆破进尺,单孔装药量最大不超过1.2 kg。当建筑物在30 m以外时,可以适当增加爆破进尺。研究成果可为类似工程提供有益的参考。     

510t级硐室大爆破减震技术

根据硐室爆破实践,提出硐室爆破药室布置型式、排间和排内微差起爆及不偶合装药结构等综合减震技术,解决了多面临空宽厚山体硐室大爆破工程中的减震难题。其震动监测结果表明减震效果良好。这些技术措施和统计分析得到的爆破震动衰减规律可供同类工程借鉴。     

隧道衬砌混凝土爆破振动能量传播规律试验

针对隧道衬砌混凝土频繁爆破振动危害累积效应,设计混凝土频繁爆破振动试验,对测得的爆破振动信号进行总能量和频带能量计算与分析。试验结果表明:①爆破振动信号能量分布范围较广;但绝大部分能量集中在0～205. 08 Hz;且多以9. 77～58. 59 Hz频带能量较大;②总能量随距离的增大而减小,在近区衰减迅速,中远区较近区衰减缓慢;而能量随着距离的增大向低频带集中,且距离越大越明显;③总能量随爆破次数增加呈降低趋势,其中近区测点的总能量在大值范围内下降;而中远区衰减较为平缓。能量集中频带随爆破次数增加总体向中低频段发展;且近区测点在低频段能量所占比例有所增加。     

FFT频谱分析在微震信号识别中的应用

 为识别采场大爆破信号与岩石破裂大震级微震信号,运用MATLAB 的快速傅里叶变换(FFT)频谱分析,对采场大爆破信号和大震级微震信号的功率谱和幅频特性进行分析,并对比两者能量在频带上的分布差异。研究表明,大震级微震信号频带分布较宽,且在30～50 Hz 达到了最大幅值,采场大爆破信号频带更窄、幅值更大、且一般在10 Hz 就能达到最大幅值。由于爆破释放的能量较大且释放的非常快,采场大爆破信号能量大多分布在0～30 Hz 的低频区域,大震级微震信号的能量大多分布于30～50 Hz 区域。利用信号特性实现对两种信号快速有效的辨识,为后期微震监测对地压风险区域的预测预报提供了准确的数据支撑。     

数码电子雷管及其起爆系统的安全性能分析

以"隆芯1号"电子雷管及其起爆系统为例,介绍了近年来迅速发展的数码电子雷管的工作原理,分析了系统的抗非法起爆、抗干扰、精确延时、在线检测、有效降低爆破振动效应等优良的安全性能,这些性能可以大大提高工程爆破网络的可靠性与安全性.     

隧道爆破振动与机车振动信号时频特征差异化分析

采用频率切片小波变换对复线新建隧道爆破振动与既有隧道机车振动信号进行了分析。在获取两种信号波形和频谱曲线的基础上,利用FSWT对两种信号进行了时频分析。然后根据其逆变换能切割任意频率区间的特点,对两种信号进行子频带划分并得到重构信号;并对两类信号不同的能量分布特性进行了对比研究。研究结果表明:爆破振动信号和机车振动信号的能量主要都分布于200 Hz区域内;在0~100 Hz范围内,机车振动信号所占能量相对较大;100 Hz以上频率区域,爆破振动信号所占能量比例更大。爆破振动信号相对于机车振动信号而言,属于更加高宽频的非平稳随机振动。     

基于HHT的远区爆破振动信号能量演化及分布规律

本文基于HHT分析法,对远区爆破振动信号进行时频分析,研究信号中能量随爆源距增加的演化及分布规律。结果表明：爆破振动总能量及峰值能量随着爆源距的增加衰减较快;低频段能量在传播过程中会随爆源距增加有增大的趋势,而中高频能量则是随着爆源距的增加有减小的趋势,同时,爆源距对远区爆破振动的频率段构成也会造成影响,即频率左右限均有减小的趋势,但频带宽度总体保持不变。考虑爆破振动信号所携带的能量信息在爆破振动设计方案的优化中同样具有重大的工程意义。     

基于变分模态分解的延时识别法在短延时微差爆破中的应用

短延时微差起爆时间的精确识别,对复杂环境下隧道爆破优化设计和减振控制具有重要意义.针对经验模态分解（empirical mode decomposition,EMD）识别方法和希尔伯特-黄变换（Hilbert-Huang transform）识别方法存在的模态混叠和识别精度低的缺陷,提出了基于变分模态分解（variational mode decomposition,VMD）的延迟识别方法.分别采用VMD识别法、HHT识别法和EMD识别法对八达岭长城站爆破实测振动信号进行处理.结果表明:在短延时爆破识别中,HHT法的识别结果波峰杂乱,无法精确找到起爆时间;VMD法和EMD法的识别率随着雷管延时的增加而增加;延时低于20 ms时,EMD法的识别率约为VMD法的3/4,延时高于20 ms时,两种方法识别率都在80%以上,以上结果表明VMD法在短延时爆破的优化设计中具有一定的参考价值.      

模型试验单孔爆破振动信号时频分析

以地下工程常见的直墙半圆拱形硐室为原型,借助胶结砂相似材料开展单孔爆破相似模型试验,并监测爆破过程中相似模型试件顶面的爆破振动信号,随后采用HHT法对3个方向爆破振动信号的时频特征进行分析。爆破振动监测表明,在3个方向爆破振动信号中,竖向爆破振动峰值最大,水平径向次之,水平切向最小。3个方向爆破振动信号IMF分量能量分布表明,爆破振动信号优势能量集中分布于主振频率所在的几个IMF分量。HHT分析表明,3个方向爆破振动信号集中分布在0.03~0.07 s时域内;爆破振动信号频域成分丰富,但其在频域内分布不均匀;对于水平径向,爆破振动信号集中分布在111~312 Hz频域内;水平切向集中分布在171~323 Hz频域内;竖向则集中分布在128~209 Hz频域内。     

复杂环境条件下的逐孔松动爆破技术试验研究

采用逐孔松动爆破方法解决复杂环境条件下土石方爆破对振动、飞石等危害有严格要求的难题,并在小径湾华润大学土石方爆破开展现场试验研究.依据爆破方案、岩体工程条件与周围环境,合理选择爆破参数和装药结构,计算确定了孔间微差时间和排间微差时间,采用电子雷管V形爆破网络起爆.试验结果表明,采用电子雷管逐孔松动爆破方法,显著降低了爆破振动,现场无飞石,爆堆规整,能适用周边环境复杂的土石方爆破.     

延迟炸药震源高效安全性研究

通过理论和试验对延迟炸药震源爆炸产生的地震波主频、能量和在近地表面产生的振动等方面进行了分析. 结果表明延迟时间对于延迟炸药震源的叠加效果影响最大,电子雷管精度高,非常适用于延迟炸药震源的设计. 延迟炸药震源与普通炸药震源相比,产生的地震波能量差别不大,但是主频提高10%~20%,高频能量高,主频更宽. 爆炸所引起的近地表面的振动比普通炸药震源小50%以上,安全性非常高. 延迟时间合适的延迟炸药震源与普通的炸药震源相比,其主频高、频带宽、引起近地表面振动小,是一种高效安全的地震勘探炸药震源,非常适合目前高分辨率且对安全性要求较高的地震勘探中.     

关于控制巷道超挖问题的试验研究

本文论述了控制超挖研究的目的意义,分析了影响巷道超挖的主要因素.通过现场试验,探索出了控制超挖的新方法.试验结果表明:选用合理的爆破参数,用不偶合连续装药的方(?),小直径光爆1号炸药及导爆索束间隔孔装药、毫秒等差雷管爆破,是达到控制超挖的最有效途径.