[發明專利]基于多孔微差爆破振動合成計算的隧道掏槽藥量設計方法

有效

• 申請號: 201711071429.X
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107941104B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 龔敏;李永強;吳昊駿;張明高;宋書一;李成濤;劉翔宇;李琳
• 申請（專利權）人: 北京科技大學;重慶巨能建設(集團)有限公司;重慶川九建設有限責任公司
• 主分類號: F42D1/00
• 分類號: F42D1/00;G06F17/17
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種基于多孔微差爆破振動合成計算的隧道掏槽藥量設計方法，其特征是，

所述基于多孔微差爆破振動合成計算的隧道掏槽藥量設計方法包括如下步驟：

1)現場實測不同藥量下單孔、單自由面爆破的振動曲線：

在隧道現場采用不同的藥量進行單孔、單自由面爆破實驗，記錄實測振動數據及其最大質點峰值振速PPV，根據安全控制振速v_c，對各藥量進行取舍，對于各藥量對應振動曲線的峰值振速PPV，當：

PPV≥v_c，其對應藥量排除，不能作為設計藥量；

PPV<0.5v_c，藥量可行，但不是最佳藥量，沒有充分利用最大藥量；

0.5v_c<PPV<v_c，需要對藥量進一步計算分析，取其最合理藥量，

2)離散時間-振速曲線的信號擬合：

將振速滿足0.5v_c<PPV<v_c藥量的實測時間-振速曲線離散化，進行合理時長截取；對截斷波形用連續函數和按照傅里葉級數形式進行擬合；

3)實測各段雷管樣本起爆延時范圍：

取同一批次所有段雷管各10個樣本進行起爆時間測試，得到各段雷管的延時起爆范圍，將相鄰段雷管中的后段最小起爆時間減去前段最大起爆時間，得到相鄰段最小微差時間；

4)確定逐孔掏槽爆破的雷管段數

根據第二臨空面形成時間t_s；將其與3)測得雷管各段延時范圍比較，取小于t_s內雷管延時時間最大值所在段數作為逐孔起爆的最大段數，也即逐孔掏槽的炮孔數；

5)第二臨空面形成前、逐孔掏槽毫秒延時合成振動曲線的計算：

在逐孔掏槽段數內，以單孔擬合振動曲線為振源、以1ms為微差間隔增量計算N段逐孔爆破延時范圍內合成振速，計算方法如下：

將單孔振動波形，按照各起爆時間范圍內的Δt₂、Δt₃……Δt_N循環嵌套疊加，計算相鄰段所有延時范圍內的起爆時刻；

N孔微差爆破合成波的函數形式為：

式中：F(t,Δt_i)為按延期時間組Δt_i疊加得到的波形函數；m為參與疊加的雷管總段數；Δt_i為第i段雷管的起爆時間；t為全程時間；

按照上式循環嵌套，各段雷管起爆時間Δt_i取不同值，獲取波形疊加后所有得到的時間-振速曲線F(t,Δt_i)，

即可計算得到2～N多孔毫秒延時爆破合成振動曲線；

6)設計逐孔掏槽爆破安全控制振速下的最大藥量：

在步驟5)中計算獲得逐孔起爆各段延時范圍內所有合成振動曲線基礎上，找出全部曲線峰值振速不超安全振速的最大單孔藥量作為逐孔掏槽爆破的設計安全藥量，即第二臨空面形成前的最優掏槽藥量：

某Δt_i組合下，疊加函數F(t,Δt_i)的最大幅值為F(t,Δt_i)_max，在所有F(t,Δt_i)_max中，找出最大值F(t)_max及對應Δt_i組合，為疊加最不利情況對應的最大振速：

F(t)_max＝{F(t,Δt_i)_max}_max，

并制成N孔疊加最不利情況下時間t與合成振速v的曲線圖，其對應藥量為設計的安全控制振速下的最大掏槽單孔藥量。