深部大规模爆破振动信号分析与灾害控制研究

刘海　马光　张智钊　朱玮

摘要：为解决深部大规模爆破振动所产生的危害效应，采用小波包能量分析方法，确定爆破振动频率的主要分布区域，得出爆破振动信号频率的变化特征，探讨爆破参数对爆破振动信号频带能量的影响；采用时-能密度法进行盲炮识别的研究，得出一种准确地识别盲炮的方法，为采矿作业的安全顺利进行提供了有效的措施。

关键词：爆破振动；信号分析；灾害控制

中图分类号：TV223 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）12-0012-02

为解决深部大规模爆破振动所产生的危害效应，在云矿的不同采场选取多个测试点进行中深孔爆破试验，Instantel Bl astmateⅢ振动和过压监测仪对爆破试验进行监测[1-6]。根据监测到的各质点振动信号的数据，采用HHT能量分析的方法，研究了爆破振动信号在各频带内的能量分布情况，进行了爆破振动折合能量的计算；采用小波包能量分析的方法，确定了爆破振动频率的主要分布区域，得出了爆破振动信号频率的变化特征，探讨爆破参数对爆破振动信号频带能量的影响；采用时-能密度法进行了盲炮识别的研究，得出一种安全、准确地识别盲炮的方法，为采矿作业的安全顺利进行提供了有效的措施。

1 爆破振动折合能量的HHT分析

爆破振动折合能量的HHT分析，即是以考虑爆破振动对周边构建筑物破坏效应为出发点，采用HHT变换的方法，统计出爆破振动信号在各频带上的能量，再根据建构筑物的破坏程度，将各频带上的信号能量折算成另外一项参数，即为折算能量，而折算能量可以用来作为爆破振动的安全判据。

根据上述爆破振动监测的结果，现采用时-能密度法进行分析，小波基选择db7，对于时—能密度公式（6）中的参数，上下限分别取40和1，在用Matlab进行小波变换的计算，其结果如图2所示。

从图2显示的结果可以看出，测试点的纵向时—能密度曲线出现了4个峰值点，这4个峰值点即为各段雷管起爆的时间。因此，将测试所得的雷管起爆时间与雷管实际的延迟时间间隔相对照，就可以快速的识别出盲炮所在的具体位置。

3 结语

（1）对爆破振动信号进行HHT能量分析，发现爆破振动限号频率主要分布在0～200HZ，且质点的振动速度会随着信号总输入能量的增加而增大。

（2）用小波包变换的方法对爆破震动信号中各频带能量进行分析，发现爆破振动信号主要集中在中高频段，但依然呈现出分布的极不均匀性。另外，最大段药量和爆心距都会对爆破振动信号频带能量产生一定

影响。

（3）采用时-能密度法来进行盲炮识别的分析，发现这种方法能够准确快速的识别出盲炮所在的具体位置，有利于及时处理可能存在的危险。

参考文献

[1] 范作鹏.微差爆破实际延迟时间识别方法比较与优选[J].矿冶工程，2012，32（3）：4～9.

[2] 彭康，李夕兵.基于响应面法的海下框架式采场结构优化[J].中南大学学报（自然科学版），2011，（8）：2417-2423.

[3] 彭康，李夕兵.海底下框架式分层充填法开采中矿岩稳定性分析[J].中南大学学报：自然科学版，2011，（11）：3452-3457.

[4] 凌同华，李夕兵.地下工程爆破振动信号能量分布特征的小波包分析[J].爆炸与冲击，2004，24（1）：63-68.

[5] 李孝林，王少雄，高怀树.爆破振动频率影响因素分析[J].辽宁工程技术大学学报，2006，25（2）：204-206.

[6] 钱七虎，陈士海.爆破地震效应[J].爆破，2004，21（2）：1-5.

项目基金：本文系2013年中南大学创新训练项目（20130533033）、国家大学生创业实践项目（201210533099）研究成果。

作者简介：刘海（1987—），男，湖北浠水人，香香格里拉县云矿红牛矿业有限公司工程师，主要从事采矿技术管理工作。

摘要：为解决深部大规模爆破振动所产生的危害效应，采用小波包能量分析方法，确定爆破振动频率的主要分布区域，得出爆破振动信号频率的变化特征，探讨爆破参数对爆破振动信号频带能量的影响；采用时-能密度法进行盲炮识别的研究，得出一种准确地识别盲炮的方法，为采矿作业的安全顺利进行提供了有效的措施。

关键词：爆破振动；信号分析；灾害控制

中图分类号：TV223 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）12-0012-02

为解决深部大规模爆破振动所产生的危害效应，在云矿的不同采场选取多个测试点进行中深孔爆破试验，Instantel Bl astmateⅢ振动和过压监测仪对爆破试验进行监测[1-6]。根据监测到的各质点振动信号的数据，采用HHT能量分析的方法，研究了爆破振动信号在各频带内的能量分布情况，进行了爆破振动折合能量的计算；采用小波包能量分析的方法，确定了爆破振动频率的主要分布区域，得出了爆破振动信号频率的变化特征，探讨爆破参数对爆破振动信号频带能量的影响；采用时-能密度法进行了盲炮识别的研究，得出一种安全、准确地识别盲炮的方法，为采矿作业的安全顺利进行提供了有效的措施。

1 爆破振动折合能量的HHT分析

爆破振动折合能量的HHT分析，即是以考虑爆破振动对周边构建筑物破坏效应为出发点，采用HHT变换的方法，统计出爆破振动信号在各频带上的能量，再根据建构筑物的破坏程度，将各频带上的信号能量折算成另外一项参数，即为折算能量，而折算能量可以用来作为爆破振动的安全判据。

根据上述爆破振动监测的结果，现采用时-能密度法进行分析，小波基选择db7，对于时—能密度公式（6）中的参数，上下限分别取40和1，在用Matlab进行小波变换的计算，其结果如图2所示。

从图2显示的结果可以看出，测试点的纵向时—能密度曲线出现了4个峰值点，这4个峰值点即为各段雷管起爆的时间。因此，将测试所得的雷管起爆时间与雷管实际的延迟时间间隔相对照，就可以快速的识别出盲炮所在的具体位置。

3 结语

（1）对爆破振动信号进行HHT能量分析，发现爆破振动限号频率主要分布在0～200HZ，且质点的振动速度会随着信号总输入能量的增加而增大。

（2）用小波包变换的方法对爆破震动信号中各频带能量进行分析，发现爆破振动信号主要集中在中高频段，但依然呈现出分布的极不均匀性。另外，最大段药量和爆心距都会对爆破振动信号频带能量产生一定

影响。

（3）采用时-能密度法来进行盲炮识别的分析，发现这种方法能够准确快速的识别出盲炮所在的具体位置，有利于及时处理可能存在的危险。

参考文献

[1] 范作鹏.微差爆破实际延迟时间识别方法比较与优选[J].矿冶工程，2012，32（3）：4～9.

[2] 彭康，李夕兵.基于响应面法的海下框架式采场结构优化[J].中南大学学报（自然科学版），2011，（8）：2417-2423.

[3] 彭康，李夕兵.海底下框架式分层充填法开采中矿岩稳定性分析[J].中南大学学报：自然科学版，2011，（11）：3452-3457.

[4] 凌同华，李夕兵.地下工程爆破振动信号能量分布特征的小波包分析[J].爆炸与冲击，2004，24（1）：63-68.

[5] 李孝林，王少雄，高怀树.爆破振动频率影响因素分析[J].辽宁工程技术大学学报，2006，25（2）：204-206.

[6] 钱七虎，陈士海.爆破地震效应[J].爆破，2004，21（2）：1-5.

项目基金：本文系2013年中南大学创新训练项目（20130533033）、国家大学生创业实践项目（201210533099）研究成果。

作者简介：刘海（1987—），男，湖北浠水人，香香格里拉县云矿红牛矿业有限公司工程师，主要从事采矿技术管理工作。

摘要：为解决深部大规模爆破振动所产生的危害效应，采用小波包能量分析方法，确定爆破振动频率的主要分布区域，得出爆破振动信号频率的变化特征，探讨爆破参数对爆破振动信号频带能量的影响；采用时-能密度法进行盲炮识别的研究，得出一种准确地识别盲炮的方法，为采矿作业的安全顺利进行提供了有效的措施。

关键词：爆破振动；信号分析；灾害控制

中图分类号：TV223 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）12-0012-02

为解决深部大规模爆破振动所产生的危害效应，在云矿的不同采场选取多个测试点进行中深孔爆破试验，Instantel Bl astmateⅢ振动和过压监测仪对爆破试验进行监测[1-6]。根据监测到的各质点振动信号的数据，采用HHT能量分析的方法，研究了爆破振动信号在各频带内的能量分布情况，进行了爆破振动折合能量的计算；采用小波包能量分析的方法，确定了爆破振动频率的主要分布区域，得出了爆破振动信号频率的变化特征，探讨爆破参数对爆破振动信号频带能量的影响；采用时-能密度法进行了盲炮识别的研究，得出一种安全、准确地识别盲炮的方法，为采矿作业的安全顺利进行提供了有效的措施。

1 爆破振动折合能量的HHT分析

爆破振动折合能量的HHT分析，即是以考虑爆破振动对周边构建筑物破坏效应为出发点，采用HHT变换的方法，统计出爆破振动信号在各频带上的能量，再根据建构筑物的破坏程度，将各频带上的信号能量折算成另外一项参数，即为折算能量，而折算能量可以用来作为爆破振动的安全判据。

根据上述爆破振动监测的结果，现采用时-能密度法进行分析，小波基选择db7，对于时—能密度公式（6）中的参数，上下限分别取40和1，在用Matlab进行小波变换的计算，其结果如图2所示。

从图2显示的结果可以看出，测试点的纵向时—能密度曲线出现了4个峰值点，这4个峰值点即为各段雷管起爆的时间。因此，将测试所得的雷管起爆时间与雷管实际的延迟时间间隔相对照，就可以快速的识别出盲炮所在的具体位置。

3 结语

（1）对爆破振动信号进行HHT能量分析，发现爆破振动限号频率主要分布在0～200HZ，且质点的振动速度会随着信号总输入能量的增加而增大。

（2）用小波包变换的方法对爆破震动信号中各频带能量进行分析，发现爆破振动信号主要集中在中高频段，但依然呈现出分布的极不均匀性。另外，最大段药量和爆心距都会对爆破振动信号频带能量产生一定

影响。

（3）采用时-能密度法来进行盲炮识别的分析，发现这种方法能够准确快速的识别出盲炮所在的具体位置，有利于及时处理可能存在的危险。

参考文献

[1] 范作鹏.微差爆破实际延迟时间识别方法比较与优选[J].矿冶工程，2012，32（3）：4～9.

[2] 彭康，李夕兵.基于响应面法的海下框架式采场结构优化[J].中南大学学报（自然科学版），2011，（8）：2417-2423.

[3] 彭康，李夕兵.海底下框架式分层充填法开采中矿岩稳定性分析[J].中南大学学报：自然科学版，2011，（11）：3452-3457.

[4] 凌同华，李夕兵.地下工程爆破振动信号能量分布特征的小波包分析[J].爆炸与冲击，2004，24（1）：63-68.

[5] 李孝林，王少雄，高怀树.爆破振动频率影响因素分析[J].辽宁工程技术大学学报，2006，25（2）：204-206.

[6] 钱七虎，陈士海.爆破地震效应[J].爆破，2004，21（2）：1-5.

项目基金：本文系2013年中南大学创新训练项目（20130533033）、国家大学生创业实践项目（201210533099）研究成果。

作者简介：刘海（1987—），男，湖北浠水人，香香格里拉县云矿红牛矿业有限公司工程师，主要从事采矿技术管理工作。