一种减小爆破振动的爆破方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种减小爆破振动的爆破方法及系统，涉及爆破领域，通过振动信号的最大主导频率和峰值粒子速度来选择爆破设计参数。首先，获取隧道爆破的振动信号；基于离散小波变换对所述振动信号去噪得到低频振动信号；提取所述低频振动信号的最大主导频率；并计算所述最大主导频率对应的峰值粒子速度；判断所述峰值粒子速度是否小于阈值范围；若是，则增大爆破药量与爆破延时的比值，继续爆破后返回所述获取隧道爆破的振动信号；否则，停止执行爆破。该方法不受现有方法中的区域影响或噪声相关问题的影响，可以最大化的减小爆破引发振动所产生的影响。所产生的影响。所产生的影响。

A blasting method and system for reducing blasting vibration

【技术实现步骤摘要】
一种减小爆破振动的爆破方法及系统


[0001]本文涉及爆破领域，尤其涉及一种减小爆破振动的爆破方法、系统、介质及设备。

技术介绍

[0002]隧道是公路、铁路等建设的重点和关键工程。随着铁路建设的发展和科技的进步，隧道开挖方法得到了迅猛发展。由于钻爆法对地质条件适应性强，开挖成本低，特别适用于坚硬岩石隧道、破碎岩石隧道及大量短隧道的施工，因此钻爆法仍是当前国内外常用的隧道开挖方法。
[0003]隧道爆破会产生巨大的能量，这与爆破药量、爆破延时密切相关。爆破药量过大或者爆破延时减小，会使爆破引发的能量骤增，地面会伴随激烈的振动。可能会对沿线铁路运营、周围民居的安全产生重要影响。因此，爆破施工时必须通过做好爆破设计实现精准地控制爆破，防范爆破可能导致的既有铁路隧道掉块等运营风险。因此，选择一个合适的爆破设计方案对隧道爆破至关重要。

技术实现思路

[0004]为克服相关技术中存在的问题，本专利技术提供减小爆破振动的爆破方法、系统、介质及设备，通过振动信号的最大主导频率和峰值粒子速度来选择爆破设计参数；所提出的方法不受现有方法中的区域影响或噪声相关问题的影响，可以最大化的减小爆破引发振动所产生的影响。
[0005]根据本文的第一方面，提供一种减小爆破振动的爆破方法，包括：S1：获取隧道爆破的振动信号；S2：基于离散小波变换对所述振动信号去噪得到低频振动信号；S3：提取所述低频振动信号的最大主导频率；并计算所述最大主导频率对应的峰值粒子速度；S4：判断所述峰值粒子速度是否小于阈值范围；若是，则增大爆破药量与爆破延时的比值，继续爆破后返回S1；否则，停止执行爆破。
[0006]基于前述方案，所述S1中获取隧道爆破的振动信号，包括利用加速度计的Y通道捕获爆破产生的横向振动信号。
[0007]基于前述方案，所述S2中基于离散小波变换对所述振动信号去噪得到低频振动信号，包括S21：对所述振动信号进行等间隔采样，得到所述振动信号的离散点序列；S22：基于所述离散点序列进行N级离散小波变换,得到N级尺度对应的小波系数；S23：对所述小波系数进行阈值处理，根据阈值处理后的小波系数进行N级信号重构得到所述低频振动信号。
[0008]基于前述方案，所述阈值处理还包括：硬阈值处理和软阈值处理。
[0009]基于前述方案，所述S3中计算所述最大主导频率对应的峰值粒子速度，包括通过回归分析方程得到所述峰值粒子速度，所述回归分析方程为：基于前述方案，所述S4中增大爆破药量与爆破延时的比值，所述比值为1/4。
[0010]基于前述方案，所述S4中停止执行爆破后减小爆破药量与爆破延时的比值。
[0011]根据本文的另一方面，提供一种减小爆破振动的爆破系统，包括：获取单元，用于获取隧道爆破的振动信号；去噪单元，基于离散小波变换对所述振动信号去噪得到低频振动信号；计算单元，用于提取所述低频振动信号的最大主导频率，并计算所述最大主导频率对应的峰值粒子速度；判断单元，用于判断所述峰值粒子速度是否小于阈值范围；若是，则增大爆破药量与爆破延时的比值，继续爆破后返回所述获取单元，否则，停止执行爆破。
[0012]根据本文的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时减小爆破振动的爆破方法的步骤。
[0013]根据本文的另一方面，提供一种计算机设备，包括处理器、存储器和存储于所述存储器上的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现减小爆破振动的爆破方法的步骤。
[0014]本文通过振动信号的最大主导频率和峰值粒子速度来选择爆破设计参数。首先，获取隧道爆破的振动信号；基于离散小波变换对所述振动信号去噪得到低频振动信号；提取所述低频振动信号的最大主导频率；并计算所述最大主导频率对应的峰值粒子速度；判断所述峰值粒子速度是否小于阈值范围；若是，则增大爆破药量与爆破延时的比值，继续爆破后返回所述获取隧道爆破的振动信号；否则，停止执行爆破。该方法不受现有方法中的区域影响或噪声相关问题的影响，可以最大化的减小爆破引发振动所产生的影响。
[0015]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本文。
附图说明
[0016]构成本文的一部分的附图用来提供对本文的进一步理解，本文的示意性实施例及其说明用于解释本文，并不构成对本文的不当限定。在附图中：图1是根据一示例性实施例示出的减小爆破振动的爆破方法的流程图。
[0017]图2是根据一示例性实施例示出的基于离散小波变换得到低频振动信号的流程图。
[0018]图3是根据一示例性实施例示出的减小爆破振动的爆破系统的框图。
[0019]图4是根据一示例性实施例示出的减小爆破振动的爆破设备的框图。
具体实施方式
[0020]为使本文实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本文实施例中的附图，对本文实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本文保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本文中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0021]除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
[0022]在本专利技术公开的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术公开的描述中，除非另有说明，“多
个”的含义是两个或两个以上。
[0023]图1是根据一示例性实施例示出的一种减小爆破振动的爆破方法的流程图。参照图1，爆破方法至少包括：步骤S1：获取隧道爆破的振动信号；具体地说，爆破时振动信号的捕获方式可以是本领域常规的方式。可以使用成熟信号采集软件，例如myVibrometer、sound detector；也可以布置信号采集器，采集信号后经过软件进行分析。不限于具体地形式。
[0024]一般地说，爆破时振动信号是向多个方向传播的，包括横向、纵向、垂直方向；现有技术中，通常使用加速度计采集信号，通过加速度计三个通道 X、Y、Z 分别捕获纵向、横向和垂直的振动信号。在本文中，主要研究爆破时横向传播的振动信号，采用加速度计的Y通道捕获横向的振动信号。
[0025]步骤S2：基于离散小波变换对所述振动信号去噪得到低频振动信号；具体地说，通常情况下， 采集到的信号都是具有一定的噪声的，大多数情况下，可认为这种噪声为高斯白噪声。被噪声污染的信号=干净的信号+噪声。由于噪声的干扰，会使隧道爆破时估计的振动幅度出现偏差，因此对捕获的振动信号进行去噪是很有必要的。
[0026]小波变换是一种信号的时间
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频率的分析方法，在时频两域都具有表征信号局部特征的能力，时间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减小爆破振动的爆破方法，其特征在于，包括：S1：获取隧道爆破的振动信号；S2：基于离散小波变换对所述振动信号去噪得到低频振动信号；S3：提取所述低频振动信号的最大主导频率；并计算所述最大主导频率对应的峰值粒子速度；S4：判断所述峰值粒子速度是否小于阈值范围；若是，则增大爆破药量与爆破延时的比值，继续爆破后返回S1；否则，停止执行爆破。2.如权利要求1所述的一种减小爆破振动的爆破方法，其特征在于，所述S1中获取隧道爆破的振动信号，包括利用加速度计的Y通道捕获爆破产生的横向振动信号。3.如权利要求2所述的一种减小爆破振动的爆破方法，其特征在于，所述S2中基于离散小波变换对所述振动信号去噪得到低频振动信号，包括：S21：对所述振动信号进行等间隔采样，得到所述振动信号的离散点序列；S22：基于所述离散点序列进行N级离散小波变换,得到N级尺度对应的小波系数；S23：对所述小波系数进行阈值处理，根据阈值处理后的小波系数进行N级信号重构得到所述低频振动信号。4.如权利要求3所述的一种减小爆破振动的爆破方法，其特征在于，所述阈值处理还包括：硬阈值处理和软阈值处理。5.如权利要求1所述的一种减小爆破振动的爆破方法，其特征在于，所述S3中计算所述最大主导频率对应的峰值粒子速度，包括通过回归分析方程得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：康秋静，安良程，蒋梦，张淮，孙云蓬，高玉亮，王鹤，高飞，丁海有，黄玉君，曹钰，
申请(专利权)人：北京大成国测科技有限公司，
类型：发明
国别省市：