本發明公開了爆破施工過程中出現的盲炮現象，提出一種基于EMD和互相關函數的改進算法，取名為CEMD,可實現爆破盲炮的精確檢測。具體方法如下，首先使用EMD對爆破振動信號進行自適應分解,得到一系列IMF分量，并利用互相關函數構建主分量篩選模型，繼而希爾伯特變換提取主分量包絡線，計算包絡線峰值點的延時并與炮孔爆破的實際延時進行對比即可實現盲炮檢測。為了檢驗該方法的有效性，將其應用于隧道爆破盲炮檢測。結果表明，振動波形法、小波時?能密度法與CEMD法的盲炮檢測準確率分別為11％、62％和100％，且CEMD盲炮檢測方法在炮孔尺寸、檢測距離、檢測精度、地質條件和使用成本這五類指標上優于高精度磁法、瞬變電磁法以及頻分多址法。

技術領域

本發明涉及爆破領域，具體涉及一種用于爆破盲炮檢測的方法。

背景技術

在爆破施工過程中，由于受到爆破器材質量、爆破設計施工及其他人為等因素的影響，容易出現盲炮事件。盲炮不僅嚴重影響爆破效果，而且帶來了巨大的安全隱患，然而爆破工程中盲炮的產生不可能完全避免，如何快速、高效地檢測盲炮已成為工程爆破領域的一個研究熱點和難點。目前盲炮檢測方法總體來說可歸納為兩大類：一類為物探法，包括高精度磁法、瞬變電磁法與頻分多址法。其中高精度磁法原理是利用在炮孔內事先預制探測目標物，通過爆破前后探測目標物與其周圍介質的磁性差異所引起的磁場變化來進行檢測，取得了一定的成果，但檢測精度受地質條件影響較大。瞬變電磁法是通過在硐室或炮孔內預置電磁感應器，同時在地表布置瞬態電磁耦合檢測系統，通過爆炸前后電磁場的異常狀況來實現盲炮檢測，但對于存在多個盲炮的情況難以精確的檢測。頻分多址法則是在炮孔內事先預置電磁信號發生器，分析爆破前后電磁場的變化，對大規模爆破埋藏較深的盲炮檢測具有良好的效果，但檢測的精度受限于巖土體的磁導率，且檢測成本較高。另一類為爆破地震波檢測法，其原理是利用爆破地震波的波形特征檢測出各炮孔的實際延時，通過與炮孔的設計延時進行對比檢測是否存在盲炮，顏景龍等通過分析爆破地震波形特征，結合電子雷管精確延時可量化計算的特性，對盲炮進行了檢測，但地震波受工程地質條件等因素影響較大,容易對波形振動峰值產生誤判。李啟月等從爆破地震波的能量出發，提出了基于小波變換時-能密度的盲炮檢測方法，但小波變換的精度依賴小波函數的選擇，對盲炮的檢測結果會產生誤差。張義平等利用經驗模態分解提取爆破地震波主分量包絡線峰值點對爆破延期時間進行檢測，與小波方法相比不需要選擇小波函數，且具有自適應性，檢測精度大大提高，但EMD(Empirical Mode Decomposition)檢測法通常根據分解出的IMF(Intrinsic Mode Function)分量幅值大小和波形衰減特征對主分量進行選擇，會損失爆破地震波的原始信息。

發明內容

為了解決EMD檢測法中主分量的選擇問題，本文將互相關函數(Cross-Correlation Function，CCF)分析方法引入到信號主分量選擇的處理中。由于互相關函數能夠表征任意兩組信號相似程度特性，故可以將爆破振動信號與IMF分量的互相關系數作為衡量兩者的相關程度指標，以構建主IMF分量篩選模型，進而提出了一種互相關經驗模態分解方法CEMD(Cross-Correlation Empirical Mode Decomposition)，并將其應用于盲炮檢測，通過與爆破振動波形法、小波時-能密度法、高精度磁法、瞬變電磁法以及頻分多址法進行對比，檢驗和評價CEMD方法的盲炮檢測效果。

本發明的技術方案為：一種爆破盲炮檢測方法，它包括以下步驟：

⑴對原始信號進行EMD分解；

⑵計算原始信號與各IMF分量的互相關系數；

⑶定義各分量反映原始信號的敏感度；

⑷計算相鄰敏感度的衰減率；

⑸選擇主IMF分量組合；

⑹提取主IMF分量包絡線；

⑺提取包絡線峰值點進行盲炮檢測。