深部大規模爆破振動信號分析與災害控制研究

劉海　馬光　張智釗　朱瑋

摘要：為解決深部大規模爆破振動所產生的危害效應，采用小波包能量分析方法，確定爆破振動頻率的主要分布區域，得出爆破振動信號頻率的變化特征，探討爆破參數對爆破振動信號頻帶能量的影響；采用時-能密度法進行盲炮識別的研究，得出一種準確地識別盲炮的方法，為采礦作業的安全順利進行提供了有效的措施。

關鍵詞：爆破振動；信號分析；災害控制

中圖分類號：TV223 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）12-0012-02

為解決深部大規模爆破振動所產生的危害效應，在云礦的不同采場選取多個測試點進行中深孔爆破試驗，Instantel Bl astmateⅢ振動和過壓監測儀對爆破試驗進行監測[1-6]。根據監測到的各質點振動信號的數據，采用HHT能量分析的方法，研究了爆破振動信號在各頻帶內的能量分布情況，進行了爆破振動折合能量的計算；采用小波包能量分析的方法，確定了爆破振動頻率的主要分布區域，得出了爆破振動信號頻率的變化特征，探討爆破參數對爆破振動信號頻帶能量的影響；采用時-能密度法進行了盲炮識別的研究，得出一種安全、準確地識別盲炮的方法，為采礦作業的安全順利進行提供了有效的措施。

1 爆破振動折合能量的HHT分析

爆破振動折合能量的HHT分析，即是以考慮爆破振動對周邊構建筑物破壞效應為出發點，采用HHT變換的方法，統計出爆破振動信號在各頻帶上的能量，再根據建構筑物的破壞程度，將各頻帶上的信號能量折算成另外一項參數，即為折算能量，而折算能量可以用來作為爆破振動的安全判據。

根據上述爆破振動監測的結果，現采用時-能密度法進行分析，小波基選擇db7，對于時—能密度公式（6）中的參數，上下限分別取40和1，在用Matlab進行小波變換的計算，其結果如圖2所示。

從圖2顯示的結果可以看出，測試點的縱向時—能密度曲線出現了4個峰值點，這4個峰值點即為各段雷管起爆的時間。因此，將測試所得的雷管起爆時間與雷管實際的延遲時間間隔相對照，就可以快速的識別出盲炮所在的具體位置。

3 結語

（1）對爆破振動信號進行HHT能量分析，發現爆破振動限號頻率主要分布在0～200HZ，且質點的振動速度會隨著信號總輸入能量的增加而增大。

（2）用小波包變換的方法對爆破震動信號中各頻帶能量進行分析，發現爆破振動信號主要集中在中高頻段，但依然呈現出分布的極不均勻性。另外，最大段藥量和爆心距都會對爆破振動信號頻帶能量產生一定

影響。

（3）采用時-能密度法來進行盲炮識別的分析，發現這種方法能夠準確快速的識別出盲炮所在的具體位置，有利于及時處理可能存在的危險。

參考文獻

[1] 范作鵬.微差爆破實際延遲時間識別方法比較與優選[J].礦冶工程，2012，32（3）：4～9.

[2] 彭康，李夕兵.基于響應面法的海下框架式采場結構優化[J].中南大學學報（自然科學版），2011，（8）：2417-2423.

[3] 彭康，李夕兵.海底下框架式分層充填法開采中礦巖穩定性分析[J].中南大學學報：自然科學版，2011，（11）：3452-3457.

[4] 凌同華，李夕兵.地下工程爆破振動信號能量分布特征的小波包分析[J].爆炸與沖擊，2004，24（1）：63-68.

[5] 李孝林，王少雄，高懷樹.爆破振動頻率影響因素分析[J].遼寧工程技術大學學報，2006，25（2）：204-206.

[6] 錢七虎，陳士海.爆破地震效應[J].爆破，2004，21（2）：1-5.

項目基金：本文系2013年中南大學創新訓練項目（20130533033）、國家大學生創業實踐項目（201210533099）研究成果。

作者簡介：劉海（1987—），男，湖北浠水人，香香格里拉縣云礦紅牛礦業有限公司工程師，主要從事采礦技術管理工作。

摘要：為解決深部大規模爆破振動所產生的危害效應，采用小波包能量分析方法，確定爆破振動頻率的主要分布區域，得出爆破振動信號頻率的變化特征，探討爆破參數對爆破振動信號頻帶能量的影響；采用時-能密度法進行盲炮識別的研究，得出一種準確地識別盲炮的方法，為采礦作業的安全順利進行提供了有效的措施。

關鍵詞：爆破振動；信號分析；災害控制

中圖分類號：TV223 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）12-0012-02

為解決深部大規模爆破振動所產生的危害效應，在云礦的不同采場選取多個測試點進行中深孔爆破試驗，Instantel Bl astmateⅢ振動和過壓監測儀對爆破試驗進行監測[1-6]。根據監測到的各質點振動信號的數據，采用HHT能量分析的方法，研究了爆破振動信號在各頻帶內的能量分布情況，進行了爆破振動折合能量的計算；采用小波包能量分析的方法，確定了爆破振動頻率的主要分布區域，得出了爆破振動信號頻率的變化特征，探討爆破參數對爆破振動信號頻帶能量的影響；采用時-能密度法進行了盲炮識別的研究，得出一種安全、準確地識別盲炮的方法，為采礦作業的安全順利進行提供了有效的措施。

1 爆破振動折合能量的HHT分析

爆破振動折合能量的HHT分析，即是以考慮爆破振動對周邊構建筑物破壞效應為出發點，采用HHT變換的方法，統計出爆破振動信號在各頻帶上的能量，再根據建構筑物的破壞程度，將各頻帶上的信號能量折算成另外一項參數，即為折算能量，而折算能量可以用來作為爆破振動的安全判據。

根據上述爆破振動監測的結果，現采用時-能密度法進行分析，小波基選擇db7，對于時—能密度公式（6）中的參數，上下限分別取40和1，在用Matlab進行小波變換的計算，其結果如圖2所示。

從圖2顯示的結果可以看出，測試點的縱向時—能密度曲線出現了4個峰值點，這4個峰值點即為各段雷管起爆的時間。因此，將測試所得的雷管起爆時間與雷管實際的延遲時間間隔相對照，就可以快速的識別出盲炮所在的具體位置。

3 結語

（1）對爆破振動信號進行HHT能量分析，發現爆破振動限號頻率主要分布在0～200HZ，且質點的振動速度會隨著信號總輸入能量的增加而增大。

（2）用小波包變換的方法對爆破震動信號中各頻帶能量進行分析，發現爆破振動信號主要集中在中高頻段，但依然呈現出分布的極不均勻性。另外，最大段藥量和爆心距都會對爆破振動信號頻帶能量產生一定

影響。

（3）采用時-能密度法來進行盲炮識別的分析，發現這種方法能夠準確快速的識別出盲炮所在的具體位置，有利于及時處理可能存在的危險。

參考文獻

[1] 范作鵬.微差爆破實際延遲時間識別方法比較與優選[J].礦冶工程，2012，32（3）：4～9.

[2] 彭康，李夕兵.基于響應面法的海下框架式采場結構優化[J].中南大學學報（自然科學版），2011，（8）：2417-2423.

[3] 彭康，李夕兵.海底下框架式分層充填法開采中礦巖穩定性分析[J].中南大學學報：自然科學版，2011，（11）：3452-3457.

[4] 凌同華，李夕兵.地下工程爆破振動信號能量分布特征的小波包分析[J].爆炸與沖擊，2004，24（1）：63-68.

[5] 李孝林，王少雄，高懷樹.爆破振動頻率影響因素分析[J].遼寧工程技術大學學報，2006，25（2）：204-206.

[6] 錢七虎，陳士海.爆破地震效應[J].爆破，2004，21（2）：1-5.

項目基金：本文系2013年中南大學創新訓練項目（20130533033）、國家大學生創業實踐項目（201210533099）研究成果。

作者簡介：劉海（1987—），男，湖北浠水人，香香格里拉縣云礦紅牛礦業有限公司工程師，主要從事采礦技術管理工作。

摘要：為解決深部大規模爆破振動所產生的危害效應，采用小波包能量分析方法，確定爆破振動頻率的主要分布區域，得出爆破振動信號頻率的變化特征，探討爆破參數對爆破振動信號頻帶能量的影響；采用時-能密度法進行盲炮識別的研究，得出一種準確地識別盲炮的方法，為采礦作業的安全順利進行提供了有效的措施。

關鍵詞：爆破振動；信號分析；災害控制

中圖分類號：TV223 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）12-0012-02

為解決深部大規模爆破振動所產生的危害效應，在云礦的不同采場選取多個測試點進行中深孔爆破試驗，Instantel Bl astmateⅢ振動和過壓監測儀對爆破試驗進行監測[1-6]。根據監測到的各質點振動信號的數據，采用HHT能量分析的方法，研究了爆破振動信號在各頻帶內的能量分布情況，進行了爆破振動折合能量的計算；采用小波包能量分析的方法，確定了爆破振動頻率的主要分布區域，得出了爆破振動信號頻率的變化特征，探討爆破參數對爆破振動信號頻帶能量的影響；采用時-能密度法進行了盲炮識別的研究，得出一種安全、準確地識別盲炮的方法，為采礦作業的安全順利進行提供了有效的措施。

1 爆破振動折合能量的HHT分析

爆破振動折合能量的HHT分析，即是以考慮爆破振動對周邊構建筑物破壞效應為出發點，采用HHT變換的方法，統計出爆破振動信號在各頻帶上的能量，再根據建構筑物的破壞程度，將各頻帶上的信號能量折算成另外一項參數，即為折算能量，而折算能量可以用來作為爆破振動的安全判據。

根據上述爆破振動監測的結果，現采用時-能密度法進行分析，小波基選擇db7，對于時—能密度公式（6）中的參數，上下限分別取40和1，在用Matlab進行小波變換的計算，其結果如圖2所示。

從圖2顯示的結果可以看出，測試點的縱向時—能密度曲線出現了4個峰值點，這4個峰值點即為各段雷管起爆的時間。因此，將測試所得的雷管起爆時間與雷管實際的延遲時間間隔相對照，就可以快速的識別出盲炮所在的具體位置。

3 結語

（1）對爆破振動信號進行HHT能量分析，發現爆破振動限號頻率主要分布在0～200HZ，且質點的振動速度會隨著信號總輸入能量的增加而增大。

（2）用小波包變換的方法對爆破震動信號中各頻帶能量進行分析，發現爆破振動信號主要集中在中高頻段，但依然呈現出分布的極不均勻性。另外，最大段藥量和爆心距都會對爆破振動信號頻帶能量產生一定

影響。

（3）采用時-能密度法來進行盲炮識別的分析，發現這種方法能夠準確快速的識別出盲炮所在的具體位置，有利于及時處理可能存在的危險。

參考文獻

[1] 范作鵬.微差爆破實際延遲時間識別方法比較與優選[J].礦冶工程，2012，32（3）：4～9.

[2] 彭康，李夕兵.基于響應面法的海下框架式采場結構優化[J].中南大學學報（自然科學版），2011，（8）：2417-2423.

[3] 彭康，李夕兵.海底下框架式分層充填法開采中礦巖穩定性分析[J].中南大學學報：自然科學版，2011，（11）：3452-3457.

[4] 凌同華，李夕兵.地下工程爆破振動信號能量分布特征的小波包分析[J].爆炸與沖擊，2004，24（1）：63-68.

[5] 李孝林，王少雄，高懷樹.爆破振動頻率影響因素分析[J].遼寧工程技術大學學報，2006，25（2）：204-206.

[6] 錢七虎，陳士海.爆破地震效應[J].爆破，2004，21（2）：1-5.

項目基金：本文系2013年中南大學創新訓練項目（20130533033）、國家大學生創業實踐項目（201210533099）研究成果。

作者簡介：劉海（1987—），男，湖北浠水人，香香格里拉縣云礦紅牛礦業有限公司工程師，主要從事采礦技術管理工作。