微差爆破振动波速度峰值-位移分布特征的延时控制

楼晓明; 周文海; 简文彬; 郑俊杰

doi:10.11883/1001-1455(2016)06-0839-08

微差爆破振动波速度峰值-位移分布特征的延时控制

doi: 10.11883/1001-1455(2016)06-0839-08

楼晓明^{1, 2,},
周文海¹,
简文彬³,
郑俊杰⁴

1.
福州大学紫金矿业学院，福建福州 350116
2.
福州大学爆炸技术研究所，福建福州 350116
3.
福州大学环境与资源学院，福建福州 350116
4.
华中科技大学土木工程与力学学院，湖北武汉 430074

基金项目:

国家自然科学基金项目 41072232

福建省自然科学基金项目 2011J01310

详细信息

作者简介:
楼晓明(1972—)，男，博士，副教授，Lxm@fuz.edu.cn

中图分类号: O382.2
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2015-04-09
- 修回日期: 2015-07-01
- 刊出日期: 2016-11-25

Control of delay time characterized by distribution of peak velocity-displacement vibration of millisecond blasting

1.
College of Zijin Mining, Fuzhou University, Fuzhou 350116, Fujian, China
2.
Institute for Explosive Technology, Fuzhou University, Fuzhou 350116, Fujian, China
3.
College of Environment and Resources, Fuzhou University, Fuzhou 350116, Fujian, China
4.
College of Civil Engineering and Mechanics, Huazhong Universityof Science and Technology, Wuhan 430074, Hubei, China

摘要

摘要: 为了通过振动波传播规律研究微差爆破延时控制，改善爆破振动和提高爆炸能利用，选取普通雷管和澳瑞凯高精度雷管进行不同段别延期起爆对比实验，试爆过程对振动波测振。基于振动波函数优化理论基础，对实测数据和波状谱处理分析，总结了不同微差时间下振动波传播规律及速度峰值、主频、频带能量、总能量等变化特征，根据该特征发现振动波速度图谱和该速度积分所得位移图谱中两者最大值对应时间点相同。依据此速度峰值-振动位移分布特征，对某实测简单振动波进行高斯多峰拟合，结果表明：该波段能量最大化时间点为60 ms左右，振动最小的时间点为25 ms左右。
- 爆炸力学 /
- 延时控制 /
- 多峰拟合 /
- 微差爆破 /
- 爆破振动 /
- 峰值速度
Abstract: In order to improve the blasting vibration and boost the efficiency of blasting energy, this paper mainly focuses on the delay time control research through transmission law. We performed an experiment with a delayed-detonation scheme in different period, which selects common detonator and Orica high precision detonator. The measured vibration of the earthquake wave is based on seismic wave function optimization theory foundation. The measured data and wavy figure were acquired through it, then we found out the variation characteristics of the rules of earthquake wave propagation, peak velocity, domain frequency, band energy and the total energy in different delayed period. At the same time, according to the characteristics to find velocity map which Synthesized by triaxialvibration wave and displacement map which assembled by speed Calculus correspond to the maximum in same time. On the basis of peak velocity-vibration displacement distribution characteristics, fitting method for Gaussian multi-peak is applied for measured vibration wave, to give the band energy maximize time points about t=60 ms, blasting vibration around the minimum time for t=25 ms.
- mechanics of explosion /
- time delay control /
- multi-peaks fitting /
- millisecond blasting /
- blasting vibration /
- peak velocity

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图 1 爆破实验起爆网络

Figure 1. Initiating circuit of blasting experiment

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图 2 爆区环境

Figure 2. Blasting environments

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图 3 普通雷管爆区Ⅱ测点1速度

Figure 3. Velocities of measuring point 1 on ordinary detonator blasting area Ⅱ

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图 4 澳瑞凯雷管爆区Ⅱ测点1速度

Figure 4. Velocities of measuring point 1 on Orica detonator blasting area Ⅱ

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图 5 最大合成速度

Figure 5. Largest synthesis velocity

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图 6 FFT主频

Figure 6. FFT main frequency

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图 7 振动波峰值

Figure 7. Vibrated peak positions

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图 8 地面振动位移

Figure 8. Vibrated displacements

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图 9 合成速度

Figure 9. Synthetic velocity

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图 10 最小峰值分布点

Figure 10. Minimum peak distribution points

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图 11 最小峰值拟合曲线

Figure 11. Minimum peak fitting curves

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图 12 最大峰值分布点

Figure 12. Maximum peak distribution points

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图 13 最大峰值拟合曲线

Figure 13. Maximum peak fitting curves

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表 1 普通雷管爆区Ⅱ测点1数据

Table 1. Data of measuring point 1 on ordinary detonator blasting area Ⅱ

分量	v_m/(cm·s^-1)	t_m/s	f_h/Hz	f_FFT/Hz
x方向	1.265 5	0.370	8.5	10.4
y方向	0.975 3	0.337	16.9	9.5
z方向	0.948 5	0.165	33.2	8.5
合成	1.525 7	0.370

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表 2 澳瑞凯雷管Ⅱ爆区测点1数据

Table 2. Data of measuring point 1 on Orica detonator blasting area Ⅱ

分量	v_m/(cm·s^-1)	t_m/s	f_h/Hz	f_FFT/Hz
x方向	0.378 5	0.244	55.5	48.9
y方向	0.313 1	0.263	53.3	16.3
z方向	0.281 2	0.183	28.1	88.1
合成	0.436 8	0.245

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表 3 测振数值汇总

Table 3. Vibration numerical reservoir

实验场所	t_m/s	v_m/(cm·s^-1)	f_FFT/Hz	t_m/s	v_m/(cm·s^-1)	f_FFT/Hz	t_m/s	v_m/(cm·s^-1)	f_FFT/Hz
实验场所	测点1			测点2			测点3
普通雷管爆区Ⅰ	0.257	1.847	11.6	0.248	2.043	11.9	0.274	1.947	11.5
普通雷管爆区Ⅱ	0.370	1.525	9.5	0.382	1.402	10.4	0.355	1.503	9.9
普通雷管爆区Ⅲ	0.413	2.734	15.6	0.409	2.632	15.1	0.425	2.691	14.8
澳瑞凯雷管爆区Ⅰ	0.223	0.491	89.4	0.211	0.515	88.1	0.209	0.508	86.3
澳瑞凯雷管爆区Ⅱ	0.245	0.437	80.6	0.253	0.426	78.5	0.257	0.411	79.4
澳瑞凯雷管爆区Ⅲ	0.294	0.533	91.6	0.301	0.545	90.7	0.289	0.524	89.5

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表 4 最小峰值区间参数

Table 4. Minimum peak interval parameters

Peak	Peak Type	Area Intg	FWHM	Max Height	Center Grvty	Area Intg P
1	Gaussian	19.619 37	2.480 02	10.642 79	0.557 18	32.878 87
2	Gaussian	1.200 96	0.112 51	10.028 08	2.610 43	2.012 61
3	Gaussian	3.291 24	0.826 76	3.739 80	3.431 74	5.515 58
4	Gaussian	5.239 72	0.802 84	6.131 21	4.658 54	8.780 91
5	Gaussian	3.730 14	0.662 72	5.287 66	5.315 68	6.251 11
6	Gaussian	2.994 56	0.629 26	4.470 68	6.655 14	5.018 40
7	Gaussian	5.606 45	0.884 70	5.953 34	7.375 81	9.395 49
8	Gaussian	8.836 37	1.174 33	7.107 50	8.729 28	14.808 32

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表 5 最小峰值时间-速度方差

Table 5. Minimum peak time and velocity variance

项目	自由度	平方和	均方	F统计量	检验P值
回归	27	44 107.122 67	1 633.597 14	2 567.263 92	0
残差	973	619.137 75	0.136 32
未修正总值	1 000	44 726.160 42
修正总值	999	8 539.780 74

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表 6 最大峰值区间参数

Table 6. Maximum peak interval parameters

Peak	Peak Type	Area Intg	FWHM	Max Height	Center Grvty	Area Intg P
1	Gaussian	5.742 72	0.899 16	5.999 99	2	13.636 32
2	Gaussian	6.699 90	0.899 16	7	3	15.909 17
3	Gaussian	7.656 97	0.899 16	7.999 98	4	18.181 76
4	Gaussian	2.871 39	0.899 16	3	5	6.818 23
5	Gaussian	9.571 23	0.899 16	9.999 99	6	22.727 25
6	Gaussian	3.828 51	0.899 16	4	7	9.090 94
7	Gaussian	5.742 73	0.899 16	5.999 99	8	13.636 33

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表 7 最大峰值时间-速度方差

Table 7. Maximum peak time and velocity variance

项目	自由度	平方和	均方	F统计量	检验P值
回归	21	26 275.186 48	1 251.199 36	6.311 6×10¹³	0
残差	979	1.907 5×10^-8	1.982 38×10^-11
未修正总值	1 000	26 275.186 48
修正总值	999	8 539.780 74

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