[发明专利]基于简支梁模型的竖井边墙爆破振动速度预测系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于简支梁模型的竖井边墙爆破振动速度预测系统和方法，系统包括：多个振动速度传感器，部署在第一竖井边墙的第一爆破点的上方，用以测量爆破时的振动速度，其中，多个振动速度传感器和第一爆破点位于同一直线上；处理模块，包括训练模式和预测模式，在训练模式下可以基于多个振动传感器的输出信号进行模型拟合，得到预测模型，在预测模式下，可以输入与预测点相关的信息来得到预测结果。本发明可以针对不同的环境进行快速的建模和预测，从而可以指导工程爆破。本发明可以广泛应用于爆破辅助技术。

技术领域

本发明涉及爆破辅助技术，尤其是一种基于简支梁模型的竖井边墙爆破振动速度预测系统和方法。

背景技术

目前，水电站地下厂房、地下核废料储存库、地下石油洞库、地下军事工程的开挖，以及地下矿山开采等工程，仍然以岩体的爆破开挖施工方法为主。竖井爆破开挖诱发边墙的质点峰值振动速度(Peak Particle Velocity，PPV)，是边墙围岩损伤控制的关键指标。

目前主要基于萨道夫斯基预测公式对爆破振动速度进行预测，但是萨道夫斯基预测公式在计算存在地形变化的工程爆破PPV时理论计算值与实际结果值存在较大区别。不同的竖井，存在不同的模型参数，而现有技术难以针对不同的目标环境进行快速建模和爆破振动速度的预测。

发明内容

为解决上述技术问题的至少之一，本发明的目的在于：提供一种基于简支梁模型的竖井边墙爆破振动速度预测系统和方法，以针对不同的目标环境进行快速建模和爆破振动速度的预测。

第一方面，本发明实施例提供了：

一种基于简支梁模型的竖井边墙爆破振动速度预测系统，包括：

多个振动速度传感器，部署在第一竖井边墙的第一爆破点的上方，用以测量爆破时的振动速度，其中，多个振动速度传感器和第一爆破点位于同一直线上；

处理模块，用于：

在训练模式下，接收第一配置参数，所述第一配置参数包括所述第一竖井的高度、第一炸药量、多个所述振动速度传感器与所述第一爆破点的距离以及高度差；响应于启动信号，根据多个所述振动速度传感器的输出信号以及第一配置参数对预设模型进行拟合，得到预测模型；

在预测模式下，接收第二配置参数，所述第二配置参数包括所述第二竖井的高度、第二炸药量、预测点与所述第一爆破点的距离以及高度差；将所述第二配置参数代入所述预测模型，得到预测结果。

进一步，多个所述振动速度传感器等距分布，所述直线垂直于水平面。

进一步，所述预测模型为：

其中，V表示爆破振动速度，k、k₁、β₁、β₂为拟合参数，Q为炸药量，h为预测点与爆破点的高度差，R为预测点与爆破点的距离，H为竖井的高度。

进一步，所述根据多个所述振动速度传感器的输出信号以及第一配置参数对预设模型进行拟合，具体包括：

根据多个所述振动速度传感器的输出信号以及第一配置参数对lnV、和进行二元线性回归分析，得到线性方程；

根据所述线性方程的斜率和截距，采用自然常数为底的指数函数，计算拟合参数。

进一步，所述处理模块，还用于：

基于所述预测结果计算最大单响炸药量。

进一步，所述最大单响炸药量的计算公式为：

其中，K为k或者k₁。

进一步，多个所述振动速度传感器通过无线的方式与处理模块连接。