專利名稱：煙囪定向爆破倒塌時間測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙囪定向爆破倒塌時間的測量方法，具體涉及ー種通過監(jiān)測煙囪定向爆破倒塌過程隨時間變化的振動波形來判讀畑 定向爆破倒塌時間的測量方法。
背景技術(shù)：
在中國用爆破技術(shù)拆除煙囪已有幾十年的歷史，隨著建筑技術(shù)的不斷提高，煙囪也建得越來越高，電廠改建、擴建需要爆破拆除的煙囪也越來越高、越來越多。近幾年，國內(nèi)目前爆破拆除210m高的煙囪已達5座，這在幾年前是無法想象的。爆破拆除煙囪技術(shù)雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)很成熟，但這種技術(shù)大多數(shù)靠實踐經(jīng)驗的積累，對于常見高度煙囪的爆破很有把握，但遇到更高煙囪的爆破吋，由于國內(nèi)外沒有這方面的爆破經(jīng)驗，經(jīng)常會出現(xiàn)預(yù)想不到的意外發(fā)生，如云南宣威210m煙囪爆破時煙囪頭部倒地濺起的飛石砸中圍觀的人群；四川ー電廠210m煙囪爆破時中部折段，導致要進行再次爆破；華能成都電廠210m 煙囪爆破時下坐13. 2m。這些不良的爆破效果在低煙囪爆破時都可避免，對于高煙囪的爆破成功概率不高，主要是因為對畑 倒塌過程受カ機理沒有完全弄清楚，僅憑經(jīng)驗來施工。為了弄清楚煙囪倒塌的受力機理以及根據(jù)煙囪倒塌時對地的沖擊カ進行安全預(yù)防，需要研究煙囪倒塌過程的受カ變化以及畑 的轉(zhuǎn)動速度，畑 轉(zhuǎn)動速度可以通過記錄畑 的倒塌時間來測量，而目前煙囪倒塌時間的測量比較粗略，主要是靠用非測量攝像機來分析煙囪的倒塌時間，通過分析煙@起爆到撞地的視頻幀數(shù)來計量煙@的倒塌時間。這種方法的誤差在于起爆時刻的判斷誤差、撞地時刻的判斷誤差以及攝像機本身固有的攝像頻率所帯來的最小分辨時間誤差。在攝像測量確定煙囪倒塌時間的方法中，起爆時刻判斷誤差最大，因為起爆時刻的判斷主要靠煙囪切ロ部位的炮煙來判斷，而等到切ロ部位冒煙時已距實際起爆時刻相差1 2s ；由于視野開闊，撞地時刻的判斷比起爆時刻稍微準確，但也有Is左右的誤差；非測量攝像機的攝像頻率主要有25幀/s和30幀/s兩種，因此視頻時間的分辨率即為攝像的最小誤差，分別為40ms和3:3ms。在這三種誤差中，攝像本身的固有誤差最小，綜合起來，攝影測量煙囪倒塌時間誤差在1 2s。在大量的煙@爆破測振過程中，發(fā)現(xiàn)爆破振動波形能夠詳細記錄煙@從起爆到撞地的整個過程，并且能從振動波形中分辨出起爆時刻、畑 下坐時刻、畑 撞地時刻，通過放大波形，其誤差可以控制在IOOms以內(nèi)，因此，可以通過監(jiān)測煙@倒塌的振動波形來分析確定煙囪定向爆破拆除的倒塌時間，其時間精度比傳統(tǒng)攝像測量可提高10 20倍以上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種煙囪定向爆破倒塌時間測量方法，以解決傳統(tǒng)攝像方法測量煙囪倒塌時間誤差較大的技術(shù)問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下測量方法及步驟監(jiān)測煙@定向爆破倒塌過程隨時間變化的振動波形，通過尋找在一段振動波形記錄里，能夠同時體現(xiàn)出畑 的起爆時刻和畑 撞地時刻兩個最基本信息的完整波形來判讀煙囪定向爆破的倒塌時間；煙囪的起爆時刻和煙囪的撞地時刻分別為其附近波形的波峰或波谷的最大值所對應(yīng)的時刻，煙囪定向爆破倒塌時間為煙囪的起爆時刻與煙囪撞地時刻之差。上述測量方法及步驟的測振點布置，在煙囪起爆點和煙囪頂部著地點連線的垂直平分線上。上述測量方法及步驟的設(shè)置參數(shù)如下測振儀的記錄全一條完整的振動波形的記錄時間，按t = h/10 (S)估計設(shè)置，其中h為煙囪高度，如果煙囪較短，低于100m，記錄時間可増加2 3s來設(shè)置；量程應(yīng)該為最大波峰或波谷的1. 3 1. 7倍，以一段完整的波形在煙囪的起爆時刻和畑 撞地時刻波形沒有削頂，即這兩個時刻的振動速度沒有超出量程為宜；建議啟動閥值設(shè)為0. 1 0. 2cm/s之間、負延時4K采樣率lk。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點1、煙@定向爆破倒塌時間的測量方法測量精度高，比傳統(tǒng)攝像測量方法提高 10 20倍以上。2、煙囪定向爆破倒塌時間的測量方法操作簡單，無需人員在爆破現(xiàn)場，安全可靠。


圖1是煙囪定向爆破倒塌過程的典型振動波形圖；圖2是本發(fā)明煙囪定向爆破倒塌時間測量方法的原理圖；圖3是放大振動波形讀取煙囪起爆時刻tl圖；圖4是放大振動波形讀取煙囪撞地時刻t2圖；圖5是放大振動波形讀取煙囪下坐時刻t3圖；圖6是爆破振動測點布置圖。
具體實施例方式在大量的煙@爆破振動監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)煙@的倒塌振動有如下規(guī)律煙@從起爆、下坐到撞地的整個倒塌過程中，撞地振動速度最大，其次是下坐振動，最小是爆破振動； 在畑囪倒塌方向上，距離煙囪頂部著地點的距離越近，撞地振動越大；另外，煙囪的倒塌時間t(s)與煙囪高度h(m)關(guān)系較大，約等于煙囪高度的十分之一，S卩t h/10(s)。因此， 為了準確測到畑 的整個倒塌振動波形，在畑 爆破前，需要注意對測振點進行合理布置、 對測振儀的參數(shù)進行合理設(shè)置以及對測振設(shè)備進行必要的防護。具體步驟為1)測振點的布置為了消除路徑長短對振動波所帯來的時間誤差， 測振點要布置在畑 起爆點和畑 頂部著地點連線的垂直平分線上，以確保爆破振動與撞地振動傳播路程相同ク)測振儀的參數(shù)設(shè)置以成都中科exp3850型測振記錄儀為例，設(shè)置參數(shù)包括記錄時間長短、量程、啟動閥值、負延時、采樣率等。記錄時間的設(shè)置是關(guān)鍵，設(shè)置時間過短，則無法記錄全一條完整的振動波形，也就無法從一條波形上分析各運動狀態(tài)的準確時刻，一條波形的記錄時間按t = h/10 (s)估計設(shè)置，其中h為煙囪高度，如果煙囪較短，低于100m，記錄時間可增加2 3s來設(shè)置。量程也是比較重要的ー個參數(shù)，量程太小， 波形將削頂，也就無法在波形中找到波峰或波谷最大的時刻，量程太大，誤差増大，精度就降低，因此，合適的量程應(yīng)該為最大波峰或波谷的1. 3 1. 7倍。量程可根據(jù)測點的振動速
4度來確定，而測點的振動速度與測點距離煙囪頂部著地點的遠近密切相關(guān)，因此記錄儀的量程可根據(jù)測點距離煙囪頂部著地點的遠近來估計，根據(jù)已測量到的210m畑囪振動波形來看，距離煙囪頂部著地點50m的振動速度約5 lOcm/s，IOOm的振動速度約1. O 1. 5cm/ s。啟動閥值可設(shè)為0. 1 0. 2cm/s之間，負延時4k，采樣率Ik ；3)測振設(shè)備的防護高煙囪倒塌撞地經(jīng)常會濺起地面的土石，有的煙囪撞地側(cè)向土石飛濺達200 300m，因此，布置在煙囪頂部著地點較近的測振儀器及傳感器需要作遮擋防護，以免飛石擊中測振設(shè)備；4)收集測振儀器需注意的問題收集測振儀器時需要觀察測振設(shè)備是否有被飛石擊中的痕跡， 有時測振設(shè)備即使做了防護措施還會被飛石擊中，記錄爆破時測振設(shè)備的狀態(tài)，以便將振動波形和現(xiàn)場進行對照，從而得出合理解釋。下面以ー個210m煙囪定向爆破倒塌的振動波形為例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進ー步說明。在如圖1所示的煙囪定向爆破倒塌過程的一條完整典型振動波形中，包括爆破振動波形1，撞地振動波形2，下坐振動波形3。在圖2所示的畑 定向爆破倒塌時間測量方法原理圖中，放大振動波形圖2，尋找畑 起爆時刻4(畑 爆破振動波形中波峰或波谷最大的時刻)，如圖3，煙囪起爆時刻tl = 0. 857s ；尋找煙囪撞地時刻5 (煙囪撞地振動波形中波峰或波谷最大的時刻)，如圖4，煙囪撞地時刻t2 = 17. M6s。則煙囪倒塌時間t為煙囪撞地時刻與煙囪起爆時刻之差，即t = t2-tl = 17. 246-0. 857 = 16. 389s。如果繼續(xù)尋找煙囪下坐時刻6 (煙囪下坐振動波形中波峰或波谷最大的時刻)，如圖5，煙囪下坐時刻t3 = 4. 527s，則可知煙囪下坐的時間t’，t’為煙囪下坐時刻與煙囪起爆時刻之差，即t’= t3-tl =4. 527-0. 857 = 3. 67s。為了消除路徑長短對振動波所帯來的時間誤差，測振點要布置在煙囪起爆點和煙囪頂部著地點連線的垂直平分線上，如圖6爆破振動測點布置圖。
權(quán)利要求
1.ー種煙@定向爆破倒塌時間測量方法，其測量方法及步驟如下監(jiān)測煙@定向爆破倒塌過程隨時間變化的振動波形，通過尋找在一段振動波形記錄里，能夠同時體現(xiàn)出煙囪的起爆時刻和畑 撞地時刻兩個最基本信息的完整波形來判讀畑 定向爆破的倒塌時間； 煙囪的起爆時刻和煙囪的撞地時刻分別為其附近波形的波峰或波谷的最大值所對應(yīng)的時刻，煙囪定向爆破倒塌時間為煙囪的起爆時刻與煙囪撞地時刻之差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種畑 定向爆破倒塌時間測量方法，監(jiān)測畑 定向爆破倒塌過程隨時間變化的振動波形測振點布置是在畑 起爆點和畑 頂部著地點連線的垂直平分線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種畑 定向爆破倒塌時間測量方法，測量的設(shè)置參數(shù)如下測振儀的記錄全一條完整的振動波形的記錄時間，按t = h/10(s)估計設(shè)置，其中h為煙囪高度，如果畑 較短，低于100m，記錄時間可增加2 3s來設(shè)置；量程應(yīng)該為最大波峰或波谷的1. 3 1. 7倍，以一段完整的波形在煙囪的起爆時刻和煙囪撞地時刻波形沒有削頂，即這兩個時刻的振動速度沒有超出量程為宜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煙囪定向爆破倒塌時間測量方法，其測量方法及步驟如下監(jiān)測煙囪定向爆破倒塌過程隨時間變化的振動波形，通過尋找在一段振動波形記錄里，能夠同時體現(xiàn)出煙囪的起爆時刻和煙囪撞地時刻兩個最基本信息的完整波形來判讀煙囪定向爆破的倒塌時間；煙囪的起爆時刻和煙囪的撞地時刻分別為其附近波形的波峰或波谷的最大值所對應(yīng)的時刻，煙囪定向爆破倒塌時間為煙囪的起爆時刻與煙囪撞地時刻之差。本發(fā)明可以解決傳統(tǒng)攝像方法測量煙囪倒塌時間誤差較大的技術(shù)問題。
文檔編號G01H1/12GK102538942SQ20121003091
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者劉翼, 李戰(zhàn)軍, 蔡建德, 鄭炳旭, 魏曉林 申請人:廣東宏大爆破股份有限公司