一种爆破中药包发生拒爆的识别及其拒爆药包的定位方法

摘要

本发明公开了一种爆破中药包发生拒爆的识别及拒爆药包的定位方法。利用岩石爆破诱发地震波的现象，通过爆破前在爆源周围岩体中或地表布置振动监测仪器并根据相关爆破设计参数和药包中心到监测点的距离预测相应的起爆延迟时间和地震波的振动幅值，再将其与岩石爆破过程实测得到的爆破地震波的时序特征和幅频特征进行比较，判别爆破中是否有药包发生拒爆，进而根据药包的实际布置图确定拒爆药包的位置。本发明可直接利用已有的爆破振动测试规程，具有振动测试操作简单、数据分析规范，结果可靠的优点。可广泛应用于大规模地下爆破和水下爆破中。

说明书

技术领域

本发明属于工程爆破技术领域，特别涉及一种爆破中药包发生拒爆的识别及其拒爆药包的定位方法。

背景技术

国内外对露天岩石爆破过程药包拒爆的识别，主要采用爆破过程的直接观察和爆破后爆堆形态的经验比较进行判别。但在多层、多排和多列硐室爆破和其他大规模地下或水下爆破中，由于爆破过程无法直接观察起爆过程，爆破后也无法通过爆堆形态比较判定是否有药包拒爆，以及在出现药包拒爆的情况下，也无法进行拒爆药包的定位。药包拒爆给后续的出渣或爆破作业，留下极大的安全隐患。因后续出渣或爆破施工作业过程中很可能会引爆前次爆破拒爆留下的药包，导致严重人员伤亡和设备、财产损失。目前国内外对地下或水下爆破过程药包拒爆现象的识别尚没有定量方法。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的状况提供一种可适用于地下和水下的爆破中药包发生拒爆的识别及其拒爆药包的定位方法。

本发明的技术方案是：以爆破诱发的地震波为依据，由爆破前的预置和预测、爆破中的实测、爆破后的拒爆识别和定位三大步骤而构成，并且：

1、爆破前的预置和预测为：

1)、在爆源周围岩体中或地表设置爆破地震波的监测点并安装相应的振动监测仪器；

2)、根据爆破设计中爆破分段药包的布置和相应起爆雷管的段别预测其对应的起爆延迟时间(即诱发爆破地震波分段波形的激发时间)；

3)、根据爆破设计中爆破分段单响药量及其药包中心到地震波监测点的直线距离以及相关的爆破设计参数，预测分段药包起爆诱发地震波振动的幅值；

2、爆破中的实测为：在爆破过程中，通过监测点安装的振动监测仪器，测量爆破时各分段药包与地震波监测点间的距离与方位，记录爆破诱发地震波的振动时程曲线；

3、爆破后的拒爆识别和定位为：

1)通过记录的爆破地震波监测数据，确定实测爆破地震波的时序特征和幅频特征；

2)将实测得到的时序特征和幅频特征与爆破前的预测数据进行对比，判别爆破中是否有药包发生拒爆；

3)根据拒爆药包的预测起爆延迟时间和药包的实际布置图，确定拒爆药包的位置。

本发明结合大规模地下或水下爆破振动效应安全监测，通过诱发爆破地震波的时序特征和幅频特征分析，实现拒爆药包的识别与定位。本发明可按照现有的爆破振动测试规程进行爆破地震波的测试和数据分析，方法简单易行，识别过程定量化，识别与定位结果可靠。

附图说明

附图1为分段爆破药包与地震波监测点布置示意图；

附图2为预测的爆源后冲向测点处的爆破地震波波形示意图；

附图3为实测的爆源后一段药包全部拒爆时冲向测点处的爆破地震波波形示意图；

附图4为实测的爆源后一段药包部分拒爆时冲向测点处的爆破地震波波形示意图；

附图5为实测的MS9段药包诱发地震波的振动波形全部缺失示意图；

附图6为实测的MS9段药包诱发地震波的振动波形部分缺失示意图；

附图中，1-测点；2-药包；MS1、MS3、MS5、MS7、MS9和MS11为起爆雷管的段别编号。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步介绍。

1、爆破前预置和预测：

1)在爆源的前冲、后冲及两侧布设监测点并安置拾振传感器和振动信号自动记录仪等振动监测仪器。

2)根据爆破设计，确定分段药包的布置和相应起爆雷管的段别。如附图1，其设计采用的起爆雷管段别为MS1、MS3、MS5、MS7、MS9和MS11。根据设计中雷管的段别确定其对应的起爆延迟时间，也即诱发爆破地震波分段波形的激发时间；然后，根据分段单响药量和药包中心至爆破地震波监测点的距离，并结合爆区岩性和具体的爆破设计参数，预测分段药包起爆诱发地震波振动幅值的大小。爆破地震波波形的预测结果见附图2。

2、爆破中实测：

通过布置的拾振传感器和振动信号自动记录仪等振动监测仪器，测量爆破时各分段药包与地震波监测点间的距离与方位，记录爆破诱发地震波的振动时程曲线，见附图3或附图4。

3、爆破后的拒爆识别和定位：

1)针对附图3或附图4所示的实测振动信号，采用爆破振动信号的幅频分析方法，确定分段药包起爆诱发地震波的振动幅值；基于小波变换的爆破振动信号时能密度计算等分析，确定分段药包起爆诱发地震波的到达时间，由此推算分段药包的实际起爆延迟时间，即诱发爆破地震波的激发时间。

2)根据实测和预测分段爆破地震波激发时间和幅值的比较：

a、对比附图2和附图3，若发现实测振动波型中有一段或多段振动波型的缺失(见附图5)，则可判定存在一段或多段药包的全部拒爆；

b、对比附图2和附图4，若实测的分段振动波形的幅值远较预测值小，或者振动波形的持续时间较正常的短(见附图6)，则可判定存在该段药包的部分拒爆。

3)根据发生拒爆药包的段别及其起爆延迟时间，比较实际药包布置图(见附图1)，可进一步确定拒爆药包的部位。