论文摘要
随着浅部资源的开采殆尽,深部资源已成为许多矿山开采的主体。本文以新城金矿深部V#矿体大规模开采为背景,针对其大规模爆破衍生的灾害控制问题进行研究,取得了以下研究成果:(1)根据爆破振动信号持时短、突变快等的非平稳随机信号特征,以及小波包分析能根据信号特征自适应地选择相应频带和信号频谱匹配等特征,利用小波包理论研究了爆破振动信号能量不同频带的分布规律,探讨了不同爆破参数对其能量频带分布的影响;基于爆破振动的响应原理,获得了爆破振动的小波包折合能量,以此作为爆破振动破坏的评估标准。(2)爆破荷载会使振动信号产生能量突变,基于此提出一种利用信号的能量突变来识别盲炮的新方法。从能量信号突变角度出发,运用小波理论时-能密度法和模极大值法确定微差爆破的实际延迟时间,发现时-能密度法优于模极大值法;基于时-能密度法提出了一种新的盲炮识别方法。(3)基于爆破参数方面根据爆破振动信号能量不同频带的分布规律,分别从控制最大段药量和确定最佳微差延迟时间来主动控制大规模爆破的灾害。(4)利用FLAC 3D软件分析了实测爆破动载下围岩在应力、位移和塑性变形等方面的变化规律,以及不同支护参数下爆破动载对巷道顶板位移变化的影响,以此优选支护方案维护采场顶板的稳定。
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摘要ABSTRACT目录第一章 绪论1.1 课题来源、研究目的与意义1.2 国内外研究现状1.2.1 微差间隔时间、盲炮识别研究现状1.2.2 爆破振动危害机制及安全判据研究现状1.2.3 爆破灾害控制技术研究现状1.3 研究内容与方法第二章 深部采场大规模爆破落矿技术研究2.1 前言2.2 全分段一次爆破落矿技术2.3 逐孔起爆技术研究2.3.1 逐孔起爆2.3.2 逐孔起爆机理2.3.3 逐孔起爆特点及效果2.4 合理的微差起爆延期时间确定2.4.1 高精度起爆器材应用2.4.2 微差起爆网络设计2.5 本章小结第三章 爆破振动分析基础3.1 前言3.2 爆破震动效应3.2.1 爆破振动表征参量3.2.2 爆破振动波的产生与传播3.2.3 爆破振动波的频谱特性3.2.4 爆破振动波的幅值域特性3.2.5 爆破振动波的时域特性3.3 爆破振动测试与监测方案3.3.1 爆破振动测试系统3.3.2 爆破振动测试方案3.4 爆破振动信号分析理论3.4.1 小波分析理论3.4.2 小波包分析理论3.5 本章小结第四章 爆破振动危害的小波包能量分析4.1 结构体对爆破振动的响应分析4.2 爆破振动信号不同频带能量分布分析4.2.1 爆破振动信号不同频带能量表征4.2.2 爆破振动信号不同频带能量计算4.2.3 爆破振动信号不同频带能量分布4.2.4 爆破参数对振动信号频带能量分布的影响分析4.3 爆破振动信号折合能量判据4.3.1 爆破振动信号折合能量4.3.2 折合能量计算及结果分析4.4 本章小结第五章 基于小波变换的时-能密度法的盲炮识别研究5.1 基于小波变换的时-能密度法5.1.1 时-能密度分析法5.1.3 小波函数的选取及小波变换尺度的确定5.2 微差爆破延迟时间识别5.2.1 爆破震动信号实测5.2.2 模极大值法识别微差爆破间隔时间5.2.3 时-能密度法识别微差爆破间隔时间5.3 基于时-能密度法的盲炮识别研究5.3.1 基于时-能密度法的盲炮识别原理5.3.2 爆破振动测试5.3.3 时能密度分析5.3.4 结果分析与讨论5.4 本章小结第六章 爆破振动灾害控制技术研究6.1 爆破振动控制方法6.1.1 最大段药量控制6.1.2 最佳微差延期时间确定6.2 基于FLAC3D的采场围岩爆破动载分析6.2.1 FLAC3D非线性动力分析的主要特征6.2.2 数值计算模型6.2.3 确定本构模型和岩体物理力学参数6.2.4 设定边界和初始条件6.2.5 爆破振动荷载的输入及阻尼的选取6.2.6 FLAC3D计算结果分析6.3 围岩支护方案确定6.4 本章小结第七章 结论与展望7.1 全文主要结论7.2 进一步工作展望参考文献致谢攻读硕士学位期间的主要科研成果及所获奖励
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