基于波形叠加的合理微差时间选取

摘要

在矿山开采中，爆破产生的震动可能给周围的建（构）筑物、设施和人员造成一定的危害，如何降低爆破振动一直是矿山密切关注的安全问题。其中，基于干扰降振法的微差爆破能获得比较好的降振效果，是一种经济、实用和简便的方法。
　　干扰降振法的关键是选择合理的微差时间，虽然国内外学者提出了一系列确定微差时间的原则和方法，但是由于爆破作用引起的地震波是一种典型的非平稳随机波，具有短时、突变等特点，再加上复杂多样的爆破介质、各异的爆破方式以及不同结构形式的构筑物，结果往往相差较大。本文基于波形叠加原理，利用MATLAB的数据处理功能，对实测单段爆破振动信号进行波形叠加，研究不同微差间隔下的叠加信号振速峰值;并运用HHT变换方法分析叠加信号主频特征和能量分布规律。结果表明:微差爆破在减少最大起爆药量的同时各段振动波形之间还存在相互干扰，能够很好的达到降振的目的;叠加信号最大降振率并非出现在单段振动信号1/2周期处;叠加信号降振率最大处其对应主频也可能更低，可能对建筑产生的危害更大;叠加信号的能量随着微差间隔延长具有一定的规律性，可以尝试从能量的角度对干扰降振的合理微差时间进行研究。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题的依据及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 微差爆破技术的研究现状

1．2．2 合理微差时间的研究

1．2．3 数码电子雷管技术的发展

1．2．4 爆破振动安全判据的研究

1．3 本文的主要研究内容

第2章 爆破地震波及其信号分析

2．1 爆破地震波

2．2 爆破地震效应

2．2．1 爆破地震效应的危害

2．2．2 爆破地震效应安全因素

2．2．3 爆破地震效应的控制

2．3 爆破振动信号分析技术

2．3．1 傅里叶变换(FT)

2．3．2 短时傅里叶变换(STFT)

2．3．3 Wigner-Ville分布(WVD)

2．3．4 小波与小波包变换

2．3．5 希尔伯特—黄变换(HHT)

2．2．6 人工神经网络分析

2．4 本章小结

第3章 爆破振动测试及数据分析

3．1 爆破振动测试

3．1．1 工程简介

3．1．2 测试仪器的选择

3．1．3 测试方案

3．1．4 测线布置

3．2 测试结果及分析

3．2．1 爆破振动测试数据

3．2．2 测试数据线性回归分析

3．2．3 爆破振动频率分析

3．2．4 爆破振动持续时间

3．3 结论和建议

3．4 本章小结

第4章 爆破振动信号叠加及分析

4．1 爆破振动信号的叠加原理

4．2 爆破振动信号的叠加在MATLAB中的实现

4．2．1 单段振动波形的选取

4．2．2 叠加信号速度峰值特征

4．3 叠加信号的HHT变换时频分析

4．3．1 叠加信号主频特征

4．3．2 叠加信号的能量特征

4．4 合理微差时间的确定

4．5 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢