在對(duì)立井爆破過程中井壁振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確采集的基礎(chǔ)上,采用匹配追蹤（matching pursuit,MP）算法建立Gabor原子庫,實(shí)現(xiàn)了爆破信號(hào)重構(gòu)分量和殘差分量的有效分離。通過信號(hào)短時(shí)傅里葉變換（short time Fourier transform,STFT）和魏格納分布（Wigner-Ville distribution,WVD）對(duì)重構(gòu)信號(hào)的時(shí)頻分析及霍夫（Hough）變換時(shí)頻聚集性對(duì)比,驗(yàn)證了WVD時(shí)頻分析的優(yōu)勢。結(jié)果表明:MP-WVD組合信號(hào)分析方法對(duì)信號(hào)變化的適應(yīng)性強(qiáng),能夠精確捕捉信號(hào)的局部細(xì)節(jié),適合用于爆破信號(hào)非線性時(shí)頻特征的提取過程�？蔀楸品桨刚{(diào)整和參數(shù)優(yōu)化提供參考。 

【文章來源】：爆破器材. 2020,49(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

信號(hào)處理流程

為了驗(yàn)證MP算法分解的有效性,采用傳統(tǒng)的小波分解(wavelet decomposition,WD)方法對(duì)圖2(b)中的信號(hào)進(jìn)行分解重構(gòu)。分解時(shí)選用爆破信號(hào)分析中常用的db8小波基。由于測振儀最小工作頻率為5 Hz左右,根據(jù)Nyquist采樣定理,信號(hào)的采樣頻率為8 000 Hz,則其Nyquist頻率為4 000 Hz。因此,可將信號(hào)進(jìn)行深度的9層分解,共得到10個(gè)頻帶(a9、d9～d1),對(duì)應(yīng)的頻帶分別為:0～7.813 Hz,7.813～15.625 Hz,15.625～31.250 Hz,31.25～62.50 Hz,62.5～125.0 Hz,125～250 Hz,250～500 Hz,500～1 000 Hz,1 000～2 000 Hz,2 000～4 000 Hz。計(jì)算各個(gè)頻帶能量占信號(hào)總能量的百分比,見圖5。將能量百分比大于5%的6個(gè)優(yōu)勢頻帶(d3～d8)子信號(hào)進(jìn)行疊加,便得到小波重構(gòu)信號(hào),如圖6(a)所示。將其從原信號(hào)中去除,便會(huì)得到殘差分量,如圖6(b)所示。從分解結(jié)果可知:WD方法由于存在小波基選取的問題,同時(shí)重構(gòu)分量的選取需要借助人工判別,高頻噪聲及干擾分量消除效果不佳,不同方法評(píng)價(jià)對(duì)比見表1。表1中,Rsn為信噪比;S為均方根誤差;r為相關(guān)性系數(shù)。

監(jiān)測選擇在山東兗礦集團(tuán)萬福煤礦主井井筒內(nèi)開展。該井筒設(shè)計(jì)凈直徑5.5 m,掘進(jìn)荒徑為9.3 m,開挖斷面67.9 m2。采用煤礦許用抗凍水膠炸藥和MS1～MS5段毫秒電雷管光面爆破�？傃b藥量為340 kg;其中,MS1段為掏槽眼,裝藥量為27 kg;MS2段輔助眼分兩圈裝藥,裝藥量為96 kg;MS3段輔助眼裝藥量為54 kg;MS4段輔助眼裝藥60 kg;MS5段周邊孔孔數(shù)為49,孔間距為600 mm,單孔裝藥量為2.1 kg,周邊眼裝藥量為102.9 kg。現(xiàn)場炮眼布置如圖2(a)所示。選用成都中科測控研發(fā)的TC-4850型測振儀,采樣頻率為8 kHz。圖2(b)為該方案下監(jiān)測到的距離工作面3 m處的井壁振動(dòng)波形曲線,信號(hào)波振速峰值為8.05 cm/s,振速谷值為7.91 cm/s,主振頻率為25.2 Hz。從波形圖可知,監(jiān)測到的井壁振動(dòng)信號(hào)波聚集在雷管延期時(shí)程范圍內(nèi),在0.15 s后逐漸衰減至基線歸零位置,體現(xiàn)了測試結(jié)果的有效性。

【參考文獻(xiàn)】：
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