【摘要】：通過頻率切片小波變換(Frequency Slice Wavelet Transform,FSWT)對采集到的凍結(jié)立井爆破振動信號進(jìn)行了精細(xì)化時頻特征提取,并利用其逆變換能切割任意頻率區(qū)間的特點(diǎn),重構(gòu)出6個更為細(xì)化的子頻帶信號,得到各子頻帶占原信號的能量百分比和相關(guān)系數(shù)。研究結(jié)果表明:立井爆破振動信號屬于更加高寬頻的非平穩(wěn)隨機(jī)振動,其能量主要都分布于500 Hz區(qū)域內(nèi),所占能量為99.02%,隨著頻率的升高,振速峰值和能量百分比不斷降低,信號子頻帶能量百分比與其相關(guān)系數(shù)成正相關(guān)。
【圖文】：

Vol.48No.6Jun.2017第48卷第6期2017年6月SafetyinCoalMines圖3典型爆破振動信號功率譜密度曲線拓方式，工業(yè)場地內(nèi)布設(shè)主、副、風(fēng)3個井筒，綜合考慮各井筒施工進(jìn)度，現(xiàn)場調(diào)研及試驗(yàn)選擇在主立井井筒內(nèi)進(jìn)行。主立井井筒自井深－754．848m段即進(jìn)入基巖段，風(fēng)化基巖段由砂巖和砂質(zhì)泥巖組成。試驗(yàn)段位于795m處，巖性為灰粉質(zhì)砂巖，普氏系數(shù)6～8。采用鉆爆法掘進(jìn)，鉆眼使用SJZ－6．9型傘鉆鉆眼，L＝4000mm中空六角鋼釬，準(zhǔn)42mm十字形鉆頭，眼深4m。中深孔直眼掏槽，掏槽眼、輔助眼采用耦合連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，起爆順序從中心到周邊依次起爆，聯(lián)線方式為并聯(lián)。2號巖石抗凍水膠炸藥，1～5段毫秒延期電雷管，單循環(huán)總裝藥量324kg，掘進(jìn)段高3．7m�，F(xiàn)場爆破炮眼布置圖如圖1。1．2測點(diǎn)布置與信號采集本次試驗(yàn)選用TC－4850型爆破測振儀來記錄爆破振動信息。該儀器可并行采集3個方向振動信號，記錄0～35cm/s范圍內(nèi)的峰值振速以及1～500Hz頻率范圍內(nèi)任意時長振動信號，記錄精度完全滿足工程要求。爆破振動傳感器隨井壁施工澆筑在井壁內(nèi)，測振儀主機(jī)放置在井壁保護(hù)層專用保護(hù)箱內(nèi)，并將傳感器x正向指向井筒中心，即徑向；y軸與x軸垂直且沿順時針方向?yàn)檎辞邢�；z軸按向上為正，即軸向。設(shè)定測振儀采樣頻率為8kHz，選取典型爆破振動信號進(jìn)行分析，其時程曲線如圖2。信號振動主頻為137．91Hz，時間上包含礦用5個微段別雷管起爆時間（＜130ms）范圍，證明了測試數(shù)據(jù)的有效性。信號頻譜三維瀑布圖（圖3）表明，信號的頻率主要分布在0～1000Hz頻率范圍內(nèi)，在更高頻出現(xiàn)能量的波動現(xiàn)象。2FSWT時頻分析方法2．1FSWT時頻分析令L2（R）為有限向量空間（R為實(shí)數(shù)集合），對于任意信號（ft）∈L2（R），為獲得均衡的時間和頻率分

m�，F(xiàn)場爆破炮眼布置圖如圖1。1．2測點(diǎn)布置與信號采集本次試驗(yàn)選用TC－4850型爆破測振儀來記錄爆破振動信息。該儀器可并行采集3個方向振動信號，記錄0～35cm/s范圍內(nèi)的峰值振速以及1～500Hz頻率范圍內(nèi)任意時長振動信號，記錄精度完全滿足工程要求。爆破振動傳感器隨井壁施工澆筑在井壁內(nèi)，測振儀主機(jī)放置在井壁保護(hù)層專用保護(hù)箱內(nèi)，并將傳感器x正向指向井筒中心，即徑向；y軸與x軸垂直且沿順時針方向?yàn)檎�，，即切向；z軸按向上為正，即軸向。設(shè)定測振儀采樣頻率為8kHz，選取典型爆破振動信號進(jìn)行分析，其時程曲線如圖2。信號振動主頻為137．91Hz，時間上包含礦用5個微段別雷管起爆時間（＜130ms）范圍，證明了測試數(shù)據(jù)的有效性。信號頻譜三維瀑布圖（圖3）表明，信號的頻率主要分布在0～1000Hz頻率范圍內(nèi)，在更高頻出現(xiàn)能量的波動現(xiàn)象。2FSWT時頻分析方法2．1FSWT時頻分析令L2（R）為有限向量空間（R為實(shí)數(shù)集合），對于任意信號（ft）∈L2（R），為獲得均衡的時間和頻率分辨率，對分析信號引入2個評價(jià)參數(shù)η、ν，其中η稱為頻率分辨比率[4]：η=△ωω（1）式中：ω為頻率，Hz。ν為幅值期望響應(yīng)比率（0<ν≤1），通常ν取值為2姨/2、0．5或0．25等。基于FSWT的時頻分析主要步驟為：①選取合適的頻率切片函數(shù)，并估算η、ν，初步確定時頻分辨系數(shù)；②按Nyquist頻帶對信號作FSWT變換，分析信號全頻帶的時頻分布特征；③選取需要的時頻切片區(qū)間，對其進(jìn)行FSWT變換，細(xì)化分析該頻帶的時頻分布特征；④通過FSWT逆變換，對上述特征切片區(qū)間進(jìn)行信號重構(gòu)、分析。2．2能量分布特征FSWT能方便地重構(gòu)任意頻帶內(nèi)的信號，并不圖2典型爆破振動信號波形曲線圖1立井爆破炮眼布置圖·227·

【參考文獻(xiàn)】

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1 唐旭;鄒飛;方正峰;;基于希爾伯特-黃變換的遠(yuǎn)區(qū)爆破振動信號能量演化及分布規(guī)律[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2016年30期

2 單仁亮;白瑤;宋永威;趙丁鴻;宋立偉;;凍結(jié)立井模型爆破振動信號的小波包分析[J];煤炭學(xué)報(bào);2016年08期

3 冀楷欣;張世平;;基于HHT方法的露天礦山爆破振動信號分析[J];煤礦安全;2016年03期

4 趙國彥;鄧青林;馬舉;;基于FSWT時頻分析的礦山微震信號分析與識別[J];巖土工程學(xué)報(bào);2015年02期

5 徐振洋;楊軍;陳占揚(yáng);劉燕燕;;爆破地震波能量分布研究[J];振動與沖擊;2014年11期

6 郭濤;方向;謝全民;嚴(yán)中紅;范磊;;頻率切片小波變換在爆破振動信號時頻特征精確提取中應(yīng)用[J];振動與沖擊;2013年22期

7 韓博;馬芹永;;煤礦巖巷爆破振動信號能量分布特征的小波包分析[J];中國礦業(yè);2013年06期

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2 秦惠禮 ,柯吉懇;爆破振動數(shù)據(jù)的處理[J];長沙礦山研究院季刊;1984年04期

3 王洋;;井下爆破振動對地表建筑物穩(wěn)定性影響分析[J];中國礦山工程;2014年02期

4 張光雄;楊軍;;爆破振動信號的監(jiān)測、分析與模擬探討[J];有色金屬(礦山部分);2007年03期

5 李慶利;;放馬峪鐵礦爆破振動預(yù)測分析[J];工程爆破;2009年01期

6 竇梅林;史曉鵬;吳永剛;吳春平;汪平;;爆破振動對民房建筑的影響研究[J];現(xiàn)代礦業(yè);2013年04期

7 盧文波，王進(jìn)攻;爆源中遠(yuǎn)區(qū)的爆破振動場模擬[J];爆破;1996年03期

8 姚道平;張藝峰;葉友權(quán);;測試分析爆破振動對建筑物的影響[J];化學(xué)工程與裝備;2008年09期

9 謝全民;龍?jiān)?鐘明壽;李興華;;基于小波、小波包兩種方法的爆破振動信號對比分析[J];工程爆破;2009年01期

10 趙京林;李永剛;;爆破振動的危害性及防治措施[J];現(xiàn)代礦業(yè);2010年02期

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3 張志毅;楊年華;盧文波;趙根;施富強(qiáng);;中國爆破振動控制技術(shù)的新進(jìn)展[A];中國力學(xué)學(xué)會工程爆破專業(yè)委員會2013年年度工作會議暨學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2013年

4 楊年華;張樂;;基于單孔爆破振動波的疊加仿真預(yù)報(bào)模型[A];中國力學(xué)學(xué)會工程爆破專業(yè)委員會《2011全國爆破理論研討會》論文選編[C];2011年

5 劉勇;郭增強(qiáng);張彥兵;;近距離爆破振動分析[A];礦井建設(shè)與巖土工程技術(shù)新發(fā)展[C];1997年

6 張志毅;楊年華;劉世波;;深孔臺階控制爆破振動實(shí)測與研究[A];中國工程爆破協(xié)會四屆二次常務(wù)理事會、中國力學(xué)學(xué)會工程爆破專業(yè)委員會學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

7 馬建興;馬強(qiáng);;馬家塔煤礦爆破振動對周邊鐵路線影響的研究[A];2011年中國礦業(yè)科技大會論文集[C];2011年

8 馬建興;馬強(qiáng);;爆破振動技術(shù)的研究[A];中國采選技術(shù)十年回顧與展望[C];2012年

9 畢衛(wèi)國;馬宗鋒;;爆破振動對鄰近建筑物影響的安全評價(jià)分析[A];第十一屆中國煤炭學(xué)會爆破學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

10 郭堯;戚妍娟;;基于小波變換的爆破振動信號時頻分析[A];第十二屆全國設(shè)備故障診斷學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

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2 史秀志;爆破振動信號時頻分析與爆破振動特征參量和危害預(yù)測研究[D];中南大學(xué);2007年

3 唐海;地形地貌對爆破振動波影響的實(shí)驗(yàn)和理論研究[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2007年

4 李慶文;隧道等效彈性振動邊界的建立及精確爆破振動分析[D];北京科技大學(xué);2015年

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3 朱曉璽;爆破振動作用下邊坡穩(wěn)定性分析[D];華北理工大學(xué);2015年

4 馬洲;爆破振動危害的主要因素與安全評估方法研究[D];南華大學(xué);2015年

5 郭浩;露天臺階爆破震動衰減規(guī)律的試驗(yàn)研究[D];遼寧科技大學(xué);2015年

6 冀楷欣;露天開采爆破振動信號分析與邊坡效應(yīng)研究[D];太原理工大學(xué);2016年

7 馬h角

本文編號：2584286