[發明專利]基于紅外熱成像技術的巖石爆破炮孔填塞質量評估方法

在審

• 申請號: 202211681457.4
• 申請日: 2022-12-09
• 公開（公告）號: CN115879814A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 劉令;冷振東;王立鋒;田水龍;陳明;楊招偉;李宏兵
• 申請（專利權）人: 中國葛洲壩集團易普力股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/0639
• 分類號: G06Q10/0639;G06Q50/08;G06T7/00;G06T3/00;G06T7/62
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 劉代春;肖秉城

本發明公開了一種基于紅外熱成像技術的巖石爆破炮孔填塞質量評估方法，包括監測點確定、儀器架設、熱影像拍攝、視頻資料處理、填塞質量評價指數的確定與計算，以及填塞質量評價的步驟。本發明的有益效果是，通過紅外熱成像儀將爆破瞬間炸藥釋放高溫高壓氣體形成的爆生產物動態呈現在顯示器上，彌補了基于肉眼觀察的可見光攝像設備無法展示的爆生產物沖出自由面的運動過程，并通過對熱像圖映射成三維體的體積計算，獲得沖出的混合氣體爆生產物總體積，量化了逸出爆生產物的總量；并通過創造性地提出評判填塞質量優劣的量化指數ξ，為填塞優化提供了明確的目標指向，也為優化方法的科學化、合理化提供了基礎保障。

技術領域

本發明屬于工程爆破技術，特別是一種基于紅外熱成像技術的巖石爆破炮孔填塞質量評估方法。

背景技術

在交通水利、礦業開采、隧道爆破等工程領域的爆破工程中，炮孔填塞質量嚴重影響爆破效果的好壞，良好的填塞質量不僅能保證炮孔內炸藥充分反應，將炸藥化學能以最大程度轉化為機械能；還可以降低爆生氣體溫度和壓力的逸出，改變巖石中的應力作用形式，提高炸藥的熱效率，使更多的熱能轉化為機械功，提高炸藥能量的利用率和使最終爆破效果得以改善。但在實際施工中，難免因各種原因導致填塞質量不佳，致使炮孔內炸藥爆炸后能量率先沿著孔壁沖出，能量過早逃逸，在炮孔頂部填塞段形成管腔，使填塞段周圍巖體缺少能量作用，巖體無法得以有效破碎，爆破后表面形成超粒徑大塊，增加二次處理成本。為此，需要通過對炸藥在爆破時能量擴散狀態進行量化的分析研究，從而評判填塞質量好壞，以此為爆破優化提供可借鑒性依據。但現有技術中缺少填塞段對爆破效果影響的定量性研究，難以采取針對性改進措施。

發明內容

本發明的目的就是針對現有爆破工程領域中，對填塞質量對爆破效果影響缺少定量研究，致使改進措施針對性不強的不足，提供一種基于紅外熱成像技術的巖石爆破炮孔填塞質量評估方法，該方法通過將紅外熱成像技術引入到工程爆破探測炮孔填塞質量，可以有效的捕捉并呈現炮孔內炸藥爆炸時爆生產物逸出自由面擴散軌跡，并通過后期處理以不同顏色顯示顯示氣體云團大小，對比溫度色塊大小，即可辨別填塞質量的好壞，給技術人員科學分析爆破質量提供了一種新的方法和手段，也為提高填塞質量的針對性改進提供了依據。

為實現前述目的，本發明采用如下技術方案。

一種基于紅外熱成像技術的巖石爆破炮孔填塞質量評估方法，包括以下步驟：

S1，監測點確定：基于爆區爆破設計參數和周圍環境資料，確定爆區攝影邊界和邊界控制點，并對控制點進行位置坐標測量；

S2，儀器架設：基于熱成像儀的參數特性和所述邊界控制點位置坐標計算儀器架設點位置，并按計算結果架設所述熱成像儀，且完成拍攝參數設置；

S3，熱影像拍攝：在目標爆區起爆過程中，利用所述熱成像儀拍攝獲得紅外熱像視頻；

S4，視頻資料處理：先利用分析軟件將所述紅外熱像視頻分解成與時刻t_i對應的單幀圖片；然后，將單幀圖片中區別于環境溫度的彩色云圖映射成三維體，得到該時刻t_i下爆生氣體產物的體積V_i；最后，按不重復計算原則篩選后，求和得到爆區爆破過程中逸出炮孔的爆生氣體總體積V_紅；

S5，填塞質量評價指數的確定與計算：將填塞質量的評價指數定義為ξ，ξ按下式計算：

式中，V_紅為炮孔頂部自由面逸出爆生氣體產物紅外熱成像總體積；V為爆區內總炸藥量爆轟反應釋放氣體的理論體積；

S6，填塞質量評價：按預先確定的評價指標ξ_cr對所述評價指數ξ進行評價，不超出指標值，則合格；超出指標值，則改進填塞質量。