收稿日期: 2024-01-22
修回日期: 2024-04-10
网络出版日期: 2024-07-05
基金资助
国家自然科学基金项目“爆破荷载下矿岩破碎特性响应机理研究”(52274083);云南省重大科技专项项目“深地资源安全高效低生态损害开采理论与技术”(202202AG050014)
Vibration Effect Analysis of Downhole Pre-splitting Blasting Based on VMD-HHT
Received date: 2024-01-22
Revised date: 2024-04-10
Online published: 2024-07-05
云南玉溪大红山铜矿现有采矿方法为分段空场嗣后充填法，采用大爆破工艺，由于一次爆破的药量过大导致对保留岩体的损伤较大，影响采场的稳定性。为解决此问题，按照多打孔少装药的原则，在距保留岩体一定距离处布置一排较为密集的炮孔，并减小单孔装药量，在主爆区起爆之前先起爆该排炮孔，形成一条具有一定宽度的缝隙，以减弱对保留岩体的损伤。基于变分模态分解和希尔伯特黄变换（VMD-HHT）方法对现场实测的爆破振动信号进行分析。结果表明：本次预裂爆破振动信号的瞬时能量分布区间主要集中在0~0.5 s内，频率分布的区间主要集中在40 Hz以内；采用3个测点的合速度进行减振率计算，得到3个测点减振率分别为21.0%、30.1%和38.5%，有效减小了爆破振动对保留岩体的损伤和破坏。
李祥龙 , 余林 , 黄原明 , 陈浩 , 赵艳伟 . 基于VMD-HHT的井下预裂爆破振动效应分析[J]. 黄金科学技术, 2024 , 32(3) : 501 -510 . DOI: 10.11872/j.issn.1005-2518.2024.03.032
The current mining method employed at Dahongshan copper mine in Yuxi，Yunnan Province utilizes the large blasting technology of sublevel open-stope subsequent filling method.However，due to the excessive amount of explosive used in each blast，significant damage is inflicted upon the retained rock mass which ultimately affects stope stability.In order to address this issue，a more holes and less charge approach has been implemented whereby dense blast holes are arranged at a certain distance from the retained rock mass and single hole charges have been reduced.Prior to detonating the main detonation zone，these rows of holes are first detonated thereby creating a gap with a specific width that serves to minimize damage inflicted upon the retained rock mass.The variational mode decomposition and Hilbert-Huang transform（VMD-HHT） method was employed in this study to analyze the field-measured blasting vibration signals.The results show that the instantaneous energy distribution of the pre-splitting vibration signals primarily concentrates within the time range of 0 to 0.5 seconds，while the frequency distribution predominantly lies within the range of 40 Hz.The combined velocity of the three measuring points is used to calculate the vibration reduction rate，and the vibration reduction rates of the three measuring points are 21.0%，30.1% and 38.5%，respectively，which effectively reduces the damage and destruction of blasting vibration to the retained rock mass.
| null | Chen Jihui， Qiu Wenge， Zhao Xuwei，et al，2022.Analysis on features of energy distribution for blasting seismic wave based on wavelet transform［J］.Journal of Vibration and Shock，41（6）：222-228，255. |
| null | Chu Fujiao， Wang Zuopeng， Li Minghan，et al，2023.Experimental study on delay time of hole-by-hole initiation based on HHT spectrum analysis［J］.Blasting，40（4）：103-109. |
| null | Fei Honglu， Shan Jie，2022.Application of CEEMDAN-wavelet threshold method in blasting vibration signal processing［J］.Blasting，39（3）：41-47，164. |
| null | Jia Bei， Ling Tianlong， Hou Shijun，et al，2020.Application of variable mode decomposition in the removal of blasting signal trend items［J］.Explosion and Shock Waves，40（4）：045201.doi：10.11883/bzycj-2019-0092 . |
| null | Li Qiyue， Wang Hongwei， Wang Jingbo，et al，2021.Pretreatment of blasting vibration signal based on EEMD and wavelet threshold method［J］.Mining and Metallurgy Engineering，41（3）：28-31，36. |
| null | Li Xianglong， Yang Changhui， Wang Jianguo，et al，2022.Research on delay time of electronic detonator based on numerical simulation and spectrum analysis［J］.Nonferrous Metals Engineering，12（2）：99-105. |
| null | Li Xianglong， Zhao Zehu， Wang Jianguo，et al，2021.Research on vibration law of underground shallow hole blasting based on EMD-HHT and wavelet theory［J］.Nonferrous Metals Engineering，11（12）：100-108. |
| null | Ling Tonghua， Liu Haoran， Zhang Liang，et al，2018.The improved biorthogonal wavelet construction method and its application in blast vibration signal analysis［J］.Journal of Vibration and Shock，37（11）：273-280. |
| null | Liu Z J， Liu H Z，2023.A noval hybrid model based on GA-VMD，sample entropy reconstruction and BiLSTM for wind speed prediction［J］.Measurement，222（4）：113643.DOI：10.1016/j.measurement.2023.113643 . |
| null | Lu Chao， Wu Xianzhen， Liu Jianwei，et al，2021.Comparative analysis of the underground mine’s deep-hole blasting vibration signals based on wavelet and EMD［J］.China Mining Industry，30（2）：84-90. |
| null | Ma Ruiheng， Shi Dangyong，2005.Time-frequency analysis of blasting vibration signal［J］.Journal of Vibration and Shock，（4）：92-95，142. |
| null | Meng Biao， Yin Haojie， Chen Hui，et al，2022.Time-frequency energy analysis of electronic detonator blast vibration signals in rock tunneling［J］.Metal Mine，51（9）：55-62. |
| null | Peng Yaxiong， Liu Guangjin， Su Ying，et al，2021.A smooth denoising model of tunnel blasting vibration signal based on VMD［J］.Journal of Vibration and Shock，40（24）：173-179. |
| null | Rao Yu， Xia Yuanyou， Hu Yingguo，et al，2017.Influence of pre-splitting crack on spectrum distribution characteristics of blasting vibration［J］.Journal of Vibration and Shock，36（7）：191-198. |
| null | Ren Yanmin， Long Yunjie， Tang Hongjing，et al，2023.Study of frequency bands vs energy distribution of blast vibration signals based on EEMD and Hilbert transform［J］.Mining and Metallurgy Engineering，43（2）：35-39. |
| null | State Administration of Work Safety，2014. Safety specifications of blasting： ［S］.Beijing：Standards Press of China. |
| null | Sun Bing， Song Liangling， Zeng Sheng，et al，2023.Blasting vibration signal decomposition method for open-pit mine based on fswt-fdm［J/OL］.Metal mine，1-12［2024-06-06］.. |
| null | Wang Hailong， Bo Haobo， Zhao Yan，et al，2021.Denoising algorithm of blasting signal based on fourier decomposition method-wavelet packet analysis［J］.Blasting，38（2）：37-44. |
| null | Xu Zhenyang， Mo Hongyi， Bao Song，et al，2023.Energy characteristics of blast vibration signals of open-pit slope based on VMD-Teager［J］.Journal of Vibration and Shock，42（7）：77-88，105. |
| null | Yan Junwei， Long Yuan， Fang Xiang，et al，2007.Analysis on features of energy distribution for blasting seismic wave based on wavelet transform［J］.Explosion and Shock Waves，27（5）：405-410. |
| null | Zhang Shenghui， Gao Wenxue， Liu Jiangchao，et al，2022.Extraction and analysis of principal components of blasting vibration signal based on EMD decomposition［J］.Engineering Blasting，28（6）：8-14. |
| null | Zhang Shuai， Xue Jianglong， Yang Jiankang，et al，2023.Study on blasting vibration control effect of large section soft rock tunnel based on HHT analysis［J］.Engineering Blasting，29（6）：158-166. |
| null | Zhao Yan， Wang Xiaojing， Wang Hailong，et al，2022.Regression analysis and comparative study on blasting vibration velocity of crossing tunnel［J］.Engineering Blasting，28（5）：121-127. |
| null | Zhou H M， Zhao S C， Zhao W Q，et al，2023.Vibration signal denoising optimization analysis n tunnel excavation based on improved MEEMD［J］.Journal of Vibration and Shock，42（10）：74-81. |
| null | 陈吉辉，仇文革，赵旭伟，等，2022.基于小波包技术地铁隧道分区爆破振动特性研究［J］.振动与冲击，41（6）：222-228，255. |
| null | 褚夫蛟，王作鹏，李铭涵，等，2023.基于HHT频谱分析逐孔起爆微差时间试验研究［J］.爆破，40（4）：103-109. |
| null | 费鸿禄，山杰，2022.CEEMDAN-小波阈值法在爆破振动信号处理中的应用［J］.爆破，39（3）：41-47，164. |
| null | 国家安全生产监督管理总局，2014. 爆破安全规程： ［S］.北京：中国标准出版社. |
| null | 贾贝，凌天龙，侯仕军，等，2020.变分模态分解在爆破信号趋势项去除中的应用［J］.爆炸与冲击，40（4）：045201.doi：10.11883/bzycj-2019-0092 . |
| null | 李启月，王宏伟，王靖博，等，2021.基于EEMD和小波阈值法的爆破振动信号预处理研究［J］.矿冶工程，41（3）：28-31，36. |
| null | 李祥龙，杨长辉，王建国，等，2022.基于数值模拟和频谱分析的孔间精确延时探究［J］.有色金属工程，12（2）：99-105. |
| null | 李祥龙，赵泽虎，王建国，等，2021.基于EMD-HHT和小波理论的地下浅孔爆破振动规律研究［J］.有色金属工程，11（12）：100-108. |
| null | 凌同华，刘浩然，张亮，等，2018.双正交小波基构造法及其在爆破振动信号分析中的应用［J］.振动与冲击，37（11）：273-280. |
| null | 鲁超，吴贤振，刘建伟，等，2021.基于小波与EMD的井下深孔爆破振动信号对比分析［J］.中国矿业，30（2）：84-90. |
| null | 马瑞恒，时党勇，2005.爆破振动信号的时频分析［J］.振动与冲击，（4）：92-95，142. |
| null | 孟彪，殷浩杰，陈辉，等，2022.岩巷掘进中电子雷管爆破振动信号的时频能量分析［J］.金属矿山，51（9）：55-62. |
| null | 彭亚雄，刘广进，苏莹，等，2021.基于变分模态分解算法的隧道爆破振动信号光滑降噪模型［J］.振动与冲击，40（24）：173-179. |
| null | 饶宇，夏元友，胡英国，等，2017.预裂缝对爆破振动频谱分布特征的影响［J］.振动与冲击，36（7）：191-198. |
| null | 任艳民，龙运杰，唐虹靖，等，2023.基于EEMD-Hilbert变换的爆破振动信号频带—能量分布特征研究［J］.矿冶工程，43（2）：35-39. |
| null | 孙冰，宋良灵，曾晟，等，2023.基于FSWT-FDM的露天矿爆破振动信号分解方法［J］.金属矿山，1-12.［2024-06-06］.. |
| null | 王海龙，柏皓博，赵岩，等，2021.基于傅里叶分解—小波包分析的爆破信号去噪方法［J］.爆破，38（2）：37-44. |
| null | 徐振洋，莫宏毅，包松，等，2023.基于VMD-Teager的露天边坡爆破振动信号能量特征研究［J］.振动与冲击，42（7）：77-88，105. |
| null | 晏俊伟，龙源，方向，等，2007.基于小波变换的爆破振动信号能量分布特征分析［J］.爆炸与冲击，27（5）：405-410. |
| null | 张声辉，高文学，刘江超，等，2022.基于EMD分解的爆破振动信号主成分提取与分析［J］.工程爆破，28（6）：8-14. |
| null | 张帅，薛江龙，杨健康，等，2023.基于HHT分析的大断面软岩隧道爆破振动控制效果研究［J］.工程爆破，29（6）：158-166. |
| null | 赵岩，王小敬，王海龙，等，2022.交叉隧道爆破振速回归分析及对比研究［J］.工程爆破，28（5）：121-127. |
/
| 〈 |
|
〉 |
©2018 黄金科学技术编辑部
电话：0931-8277791
E-mail: hjkx@lzb.ac.cn 邮编：730000
甘公网安备 62010202000672号