崔雪姣，周建敏，趙明生，余紅兵，李 杰

(保利新聯(lián)爆破工程集團有限公司，貴陽 550000)

大量工程實踐表明，采用延時爆破能夠有效降低爆破振動危害。而延時爆破的關鍵問題是延時間隔的合理選取，利用分段起爆的時間差使得各段爆破振動產(chǎn)生干擾和疊加，從而達到降低爆破振動的目的[1-3]。

國內外專家學者針對延時爆破的降振效果做了大量的研究。其中趙明生等[4-5]從時頻域的角度出發(fā)，研究了爆破振動信號能量的分布規(guī)律，確定了合理的間隔時間。史曉鵬等[6]分析了毫秒延時爆破的降振機理，并在某鉛鋅礦生產(chǎn)爆破上進行了試驗驗證，結果表明：當延時間隔為50 ms時，可以通過爆破振動的錯峰疊加，達到平峰降振的效果。 宋光明等[7]利用小波包分析方法研究了不同段藥量、不同延時間隔對爆破振動信號時頻分析的影響規(guī)律。邱賢陽等[8]基于HHT分析方法研究了高精度短延時爆破干擾降振機理，并在紫金山金銅礦露天爆破工程上進行了實踐，取得了良好的降振效果。

作者在貴州某石灰石露天礦爆破現(xiàn)場也進行了延時控制爆破，并對現(xiàn)場獲取的25、42、65 ms不同延時間隔條件下的爆破振動信號進行小波包分析，優(yōu)化選取了延時間隔，為優(yōu)化爆破設計，確保邊坡爆破穩(wěn)定提供了依據(jù)。

1 爆破振動測試

1.1 測試方案

1)測振儀器?，F(xiàn)場爆破振動測試的測振儀器采用TC-4850測試儀。

2)振動監(jiān)測點布置。在貴州某石灰石礦爆破現(xiàn)場沿邊坡的+15、+30、+45、+60 m臺階上分別布置測點，其中1～4分別表示不同高度的振動監(jiān)測點(見圖1)。獲得了不同排間間隔時間(25、42、65 ms)條件下的爆破振動數(shù)據(jù)(見表1)。

圖1 爆破振動測點位置Fig.1 Location of blasting vibration measuring point

表1 爆破振動峰值速度

1.2 測試結果分析

1)基本上，同一位置測點的爆破振動水平徑向峰值振速大于垂直向峰值振速，以爆心距為30 m為例，25 ms的水平徑向峰值振速為10.23 cm/s，而垂直向峰值振速為9.86 cm/s。

2)25 ms的延時爆破時，當爆心距從30 m增加到92 m時，其水平徑向爆破峰值振速由10.23 cm/s降低到1.96 cm/s，表明在相同延時間隔條件下，隨著爆心距的增加，其爆破峰值振速呈衰減趨勢。

3)在爆心距相同的情況下，隨著延時間隔的增加，其爆破峰值振速有較為明顯的減小。以爆心距為30 m為例，25 ms的水平徑向峰值振速為10.23 cm/s，42 ms次之，65 ms延時爆破的峰值振速最小為9.24 cm/s。

2 爆破振動信號小波包分析

分別選取表1中爆心距為30 m，延時間隔為25、42、65 ms的爆破振動信號進行MATLAB小波包分析，獲得不同爆破振動信號在各個頻帶上的能量分布(見圖2)。

圖2 不同延時間隔的能量分布情況Fig.2 The energy distribution of different delay interval

0～125 Hz頻帶內，各個頻帶能量分布的情況如表2所示。

表2 信號能量分布

由圖2、表2可知：

1)不同延時間隔條件下爆破振動信號的能量主要集中在0～60 Hz之間，其能量占總能量的96%以上。表明爆破振動信號能量主要集中在中低頻帶，但是不同頻帶中的能量占比略有差異。

2)隨著延時間隔時間由65 ms減小至25 ms，其0～15.6 Hz頻帶的能量從54.01%增加至93.33%，15.7～62.5 Hz頻帶的能量從45.61%減小至6.61%。表明隨著延時間隔的降低，其爆破振動信號能量往低頻帶集中，而該頻帶非常接近邊坡的固有頻率，對邊坡穩(wěn)定性不利。

3 結語

1)不同延時間隔條件下爆破振動信號的能量主要集中在0～60 Hz之間，其能量占到總能量的96%以上。隨著延時間隔的降低，其0～15.6 Hz頻帶的能量從54.01%增加至93.33%，15.7～62.5 Hz頻帶的能量從45.61%減小至6.61%。隨著延時間隔的降低，其爆破振動信號能量往低頻帶集中，而該頻率非常接近邊坡的固有頻率，對邊坡穩(wěn)定性不利。

2)隨著爆心距從30 m增加到92 m，爆破峰值振速由10.23 cm/s降低到1.96 cm/s。在爆破參數(shù)條件相同的情況下，隨著延時間隔的增加，其爆破峰值振速有較為明顯的減小。

3)隨著數(shù)碼電子雷管的推廣運用，使得延時間隔的精確控制成為現(xiàn)實。而利用小波包分析進行延時間隔的優(yōu)化選擇不失為一種科學有效的技術手段。