DE69728781T2

DE69728781T2 - Ausschachtung durch sprengung

Info

Publication number: DE69728781T2
Application number: DE69728781T
Authority: DE
Inventors: Masaaki Yamamoto; Hidehiro Noda; Koichi Sassa
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd; Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1996-11-12
Filing date: 1997-11-04
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2017-11-05
Also published as: AU4727197A; KR100304229B1; EP0939291A4; AU710306B2; EP0939291A1; KR20000048516A; US6220167B1; DE69728781D1; WO1998021544A1; CN1235669A; CA2265629A1; CA2265629C; EP0939291B1; JP3956237B2; CN1065954C

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sprengverfahren, das in der Lage ist, Bodenschwingungen und Rauschen, die beim Sprengen erzeugt werden, zu verringern.
Stand der Technik
Herkömmlicherweise werden Verzögerungssprengverfahren, die einen Verzögerungsdetonator aufweisen, in höchst vorteilhafter Weise zur effektiven Verringerung von Bodenschwingungen oder Rauschen beim Sprengen eingesetzt. Als Verfahren zum effektiveren Verringern von Bodenschwingungen oder Rauschen haben die Japanische Patentveröffentlichung 122559/1995, die Japanische Offenlegungsschrift 285800/1989 und dergleichen Sprengverfahren vorgeschlagen, die einen Detonator verwenden, dessen durch integrierte Schaltungen gesteuerte Zeitgenauigkeit ausgezeichnet ist, wobei die dominante Frequenz oder eine Wellenform, die durch eine Test-Einzellochsprengung erzeugt wird, vorab an einer Stelle beobachtet wird, an der die Bodenschwingungen oder das Rauschen problematisch werden, und Initiationsintervalle basierend auf der genannten dominanten Frequenz oder den Wellenformen bestimmt werden.
Der Artikel "Accurate Detonators in Trials Boost Production, Reduce Shock" (650 Coal Age 91 (1986) Apr., No. 4, New York, USA) offenbart die Lehre des Erwerbs von Daten aus Einzellochsprengungen und des Vorhersagens einer Reihe von separat verzögerten Explosivsäulen durch lineare Überlagerung der Einzellochwellenformen. Somit ist es durch ein oder zwei Einzellochsprengungen möglich, komplexe seismische Signale vorherzusagen, die wahrscheinlich aus Mehrloch/Mehrreihensprengungen resultieren.
Die Wellenformen der Bodenschwingungen oder des Rauschens, die durch eine Sprengung erzeugt werden, werden jedoch stark von der Art des Zielgesteins beeinflußt. Um durch eine Sprengung erzeugte Bodenschwingungen oder Rauschen nach den genannten Verfahren am effektivsten zu verringern, ist es erforderlich, die dominante Frequenz oder Wellenform der Bodenschwingungen oder des Rauschen, die von einer Test-Einzellochsprengung an problematischen Stellen erzeugt werden, jedesmal vor dem Sprengen eines Zielgesteins zu überwachen.
Es ist daher schwierig, mit den herkömmlichen Verfahren die Bodenschwingungen oder das Rauschen konstant zu verringern.
Offenbarung der Erfindung
Um den genannten Nachteil zu vermeiden, schafft die vorliegende Erfindung ein Sprengverfahren mit den folgenden Schritten: Durchführen einer Verzögerungssprengung an einer bestimmten Stelle; Vorherbestimmen der Zeitabfolgedaten einer durch eine hypothetische Einzellochsprengung zu erzeugenden Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen an einer entfernten Stelle unter Verwendung von zumindest entweder der vorherigen Zeitabfolgedaten einer durch die Verzögerungssprengung erzeugten und tatsächlich an der entfernten Stelle beobachteten Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen oder der entsprechenden vorhergehenden tatsächlich angewandten Initiationszeitabfolge der Verzögerungssprengung; Berechnen einer Verzögerungssprengungsinitiations zeitabfolge für eine Verzögerungssprengung, die eine Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen liefert, welche spezifischen Bedingungen genügt, basierend auf den zuvor vorherbestimmten Zeitabfolgedaten einer Einzellochsprengung; und Durchführen einer anschließenden Verzögerungssprengung entsprechend der berechneten Verzögerungssprengungsinitiationszeitabfolge.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Sprengverfahren mit den folgenden Schritten: Durchführen einer Verzögerungssprengung an der bestimmten Stelle; anschließendes Berechnen der Fourier-Transformation der Zeitabfolgedaten einer durch die Verzögerungssprengung erzeugten und tatsächlich an der entfernten Stelle beobachteten Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen und den entsprechenden tatsächlich angewandten Initiationszeitabfolgedaten der Verzögerungssprengung, um entsprechende Spektren zu erhalten; Vor- hersagen von Spektren, die Zeitabfolgedaten einer durch eine hypothetische Einzellochsprengung an der bestimmten Stelle erzeugten Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen an einer entfernten Stelle entsprechen, unter Verwendung der im vorherigen Schritt erhaltenen entsprechenden Spektren; Durchführen mit den Spektren; Berechnen der inversen Fourier-Transformation der verwendeten Spektrums; Vorhersagen von Zeitabfolgedaten einer durch eine hypothetische Einzellochsprengung an der bestimmten Stelle zu erzeugenden Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen an einer entfernten Stelle; Berechnen einer Verzögerungssprengungsinitiationszeitabfolge für eine Verzögerungssprengung, welche eine Wellenform der Bodenschwingungen oder des Rauschens liefert, die bestimmte Bedingungen erfüllt, basierend auf den zuvor vorhergesagten Zeitablaufdaten einer Einzellochsprengung; und Durchführen einer nachfolgenden Verzögerungssprengung gemäß der berechneten Verzögerungssprengungsinitiationszeitabfolge.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner insbesondere ein Sprengverfahren mit den folgenden Schritten: Durchführen einer Verzögerungssprengung an der bestimmten Stelle; anschließendes Berechnen der Kreuzkorrelationssequenz der Zeitabfolgedaten einer Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen, die durch die Verzögerungssprengung erzeugt und tatsächlich an einer entfernten Stelle beobachtet wurde, und der Autokorrelationssequenz der entsprechenden tatsächlich angewandten Initiationszeitabfolgedaten der Verzögerungssprengung; Vorhersagen der Zeitabfolgedaten einer durch eine hypothetische Einzellochsprengung an der bestimmten Stelle zu erzeugenden Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen an einer entfernten Stelle, welche höchstwahrscheinlich die Zeitabfolgedaten einer Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen der Verzögerungssprengung bilden, durch Lösen der Wiener'schen Fehlerquadrattheorie nach dem Levinson-Algorithmus; Berechnen einer Verzögerungsinitiationszeitabfolge für eine Verzögerungssprengung, die eine Wellenform der Bodenschwingungen oder des Rauschens liefert, die bestimmte Bedingungen erfüllt, basierend auf den zuvor vorhergesagten Zeitablaufdaten einer Einzellochsprengung; und Durchführen einer nachfolgenden Verzögerungssprengung gemäß der berechneten Verzögerungssprengungsinitiationszeitabfolge.
Es ist möglich, verschiedene Verfahren zum Vorhersagen von Zeitabfolgedaten einer Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen an einer entfernten Stelle, die durch eine Einzellochsprengung zu erzeugen ist, unter Verwendung von Zeitabfolgedaten einer Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen, die durch eine Verzögerungssprengung an einer bestimmten Stelle erzeugt wurde, und der Verzögerungssprengungsinitiationszeitabfolge der Sprengung zu exemplifizieren. Die vorliegende Erfindung kann entweder ein Verfahren verwenden, das lediglich die Bodenschwingungs- oder Rauschzeitabfolge einer aktuellen Verzögerungssprengung, d. h. der letzten Verzögerungssprengung, und die Verzögerungssprengungszeitabfolge der Sprengung verwendet; oder ein Verfahren, das die Zeitabfolgedaten von Bodenschwingungen oder Rauschen mehrerer vorhergehender Verzögerungssprengungen neben der aktuellen Verzögerungssprengungs- und der Verzögerungssprengungsinitiationszeitabfolge der vorhergehenden Sprengungen verwendet. Um eine klarere Vorstellung von der vorliegenden Erfindung zu geben, werden im folgenden mehrere Beispiele des Verfahrens beschrieben, das nur die Zeitabfolgedaten der Bodenschwingungen oder des Rau schens einer aktuellen Verzögerungssprengung und die Verzögerungssprengungsinitiationszeitabfolge dieser Sprengung verwendet.
Zuerst wird ein sukzessives analytisches Vorhersageverfahren beschrieben.
Wenn die Zeitabfolgedaten von Bodenschwingungen oder Rauschen, welche durch eine aktuelle Verzögerungssprengung an einer bestimmten Stelle erzeugt werden, und die Verzögerungssprengungsinitiationszeitabfolge der Sprengung als a_m und Δ_i definiert wird, können die vorherzusagenden Zeitabfolgedaten X_m der Bodenschwingungen oder des Rauschens, die durch eine Einzellochsprengung erzeugt werden, wie im folgenden dargelegt nacheinander berechnet werden. Sowohl a_m, als auch X_m geben m^te Daten an, die unter den Bedingungen eines Abtastintervalls Δ_t und einer Anzahl N von Abtastungen abgetastet wurden. Dementsprechend fällt m in den Bereich von 0 ≤ m ≤ N – 1. Δ_i ist eine ganze Zahl, die durch das Teilen der i^ten Verzögerungssprengungsinitiationszeit T_i durch Δ₁ erhalten wird. Wenn die Anzahl der Perioden als L definiert wird, fällt i in den Bereich von 0 ≤ m ≤ L – 1. In diesem Fall gibt Δ₀ 0 an. Δ0 ≤ t ≤ Δ1, Xt = αt Δ1 ≤ t ≤ Δ2, Xt = αt – X(t-Δ1) Δ2 ≤ t ≤ Δ3, Xt = αt – X(t-Δ1) – X(t-Δ2) • • • Δi ≤ t ≤ Δi+1,
• • ΔL-1 ≤ t ≤ N – 1,
Im folgenden wird das Fourier-Transformationsverfahren beschrieben.
Wenn die Zeitabfolgedaten von Bodenschwingungen oder Rausche, die an einer bestimmten Stelle durch eine aktuelle Verzögerungssprengung als A_(t), die Verzögerungssprengungszeitabfolgedaten der Sprengung als ζ_(t) und die vorherzusagenden Zeitabfolgedaten von Bodenschwingungen oder Rauschen einer Einzellochsprengung als X_(t) definiert werden, ist die folgende Beziehung zwischen den drei Arten von Zeitabfolgedaten zu erkennen.
(*: Konvolution)
Insbesondere ist die Wellenform A_(t), die aus einer Verzögerungssprengung abgeleitet ist, durch eine Konvolution der Wellenform X_(t) einer Einzellochsprengung und ζ_(t) wiedergegeben, wobei t₀ = 0 und X_(t) = 0, wenn t < 0.
Wird beispielsweise angeno mmen, die Amplitude jeder Periode ist gleich, wird ζ_(t) 1, wenn die Initiationszeitsteuerung t t₀, t₁, ... und t_n ist, und es wird 0, wenn t von t₀, t₁, ... oder t_n verschieden ist.
Berechnen der Fourier-Transformation der obigen Gleichung: A(f) – X(f)·ζ(f) (f: Frequenz)
Dementsprechend ist X(f) – A(f)·ζ(f)
Da A_(f) und ζ_(f) aus A_(t) und ζ_(t) bekannt sind, erhält man X_(f). die nächsten Schritte umfassen das Vergleichen der inversen Fourier-Transformation des derart erhaltenen X_(f), um X_(f) aus einem Frequenzbereich in einen Zeitabschnitt umzuwandeln und die vorherzusagenden Zeitabfolgedaten X_(t) der Bodenschwingungen oder des Rauschens einer Ziel-Einzellochsprengung zu erhalten.
Im folgenden wird das Dekonvolutionsverfahren beschrieben.
Wenn die Zeitabfolgedaten der Bodenschwingungen oder des Rauschens, die durch eine aktuelle Verzögerungssprengung an einer bestimmten Stelle erzeugt werden, als A_t, die idealen Bodenschwingungs- oder Rauschzeitabfolgedaten, die durch Eliminieren von Meßfehlern und Korrelieren von Abweichungen zwischen jeder Einzellochsprengung als B_t, die Verzögerungssprengungsinitiationszeitab- folgedaten der Sprengung als ζ_t (vorausgesetzt, die Amplitude jeder Periode ist gleich, wird ζ_t 1, wenn die Initiationszeitsteuerung t t₀, t₁, ... und t_n ist, und es wird 0, wenn t von t₀, t₁, ... oder t_n verschieden ist), und die vorherzusagenden Zeitabfolgedaten der Bodenschwingungen oder des Rauschens einer Einzellochsprengung als X_t definiert, ist die folgende Beziehung zwischen den vier Arten von Zeitabfolgedaten zu erkennen.
(*: Konvolution)
Wenn es möglich ist, X_t zu berechnen, so daß der Fehler zwischen A_t und B_t minimal wird, gibt das berechnete X_t die zu erhalten beabsichtigten Bodenschwingungs- oder Rauschdaten einer Einzellochsprengung wieder.
Die Bodenschwingungs- oder Rauschdaten einer Einzellochsprengung werden entsprechend dem folgenden Verfahren nach der Wiener'schen Fehlerquadrattheorie erhalten.
Zuerst kann, wenn die Energie des Fehlers zwischen A_t und B_t als E definiert wird, die folgende Gleichung erstellt werden.
Ferner gilt
Daher gilt
Die Energie des Fehlers wird minimal, wenn δE/δX_i = 0. Daher
Dementsprechend gilt
wobei
(ϕ: Auto-Korrelationsfunktion von ζ)
(ψ: Kreuzkorrelationsfunktion von A und ζ)
Daher gilt
Die angestrebte Wellenform X_t, die durch eine Einzellochsprengung gebildet wird, wird berechnet, indem die genannte Gleichung nach dem Levinson-Algorithmus gelöst wird.
Um genauere Vorhersagen gemäß diesen Verfahren machen zu können, ist es erforderlich, ein SN-Verhältnis der Zeitabfolgedaten, die durch eine aktuelle Verzögerungssprengung an einer bestimmten Stelle erhalten, werden, so gut wie möglich zu machen, indem eine Verschiebungsmittelwertbildung, eine Bandpassfilterung und dergleichen verwendet wird.
Ferner können mehrere Verfahren zum Berechnen, basierend auf den zuvor vorhergesagten Daten einer Einzellochsprengung, einer Verzögerungssprengungsinitiationszeitabfolge vorgeschlagen werden, die eine Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen der Verzögerungssprengung bildet, welche bestimmte Bedingungen erfüllt. Beispielsweise sei ein in der Japanischen Patentveröffentlichung 122559/1995 offenbartes Verfahren angeführt, bei dem die Initiationszeitintervalle basierend auf der dominanten Frequenz festgelegt sind, so daß die Wellen interterieren; ein in der Japanischen Offenlegungsschrift 285800/1989 offenbartes Verfahren sieht vor, daß die Wellenform der Sprengung basierend auf dem Überlagerungstheorem vorhergesagt wird, um ein optimales Zeitintervall zu wählen; ein in der Japanischen Patentveröffentlichung 14480/1996 offenbartes Verfahren sieht vor, M Reihen zu verwenden; ein im Journal der Japan Explosives Society, Nippon Kayaku Gakkai-Shi, Bd. 55, Nr. 4, 1994, offenbartes Verfahren sieht vor, Auto-Korrelations- und Kreuzkorrelationsfunktionen zu verwenden; und dergleichen.
Die bestimmten Bedingungen haben den Zweck, ausgewertete Werte wie Verschiebungsamplitude, Verschiebungsgeschwindigkeitsamplitude, Verschiebungsbeschleunigungsamplitude, Vibrationspegel, Vibrationsbeschleunigungspegel oder dergleichen im Falle einer Welle zu minimieren, und ausgewertete Werte wie Schalldruckamplitude, Rauschpegel oder dergleichen im Fall eines Rauschens zu minimieren. Manchmal ist der Zweck der bestimmten Bedingungen das Minimieren der ausgewerteten Werte im spezifischen Frequenzbereich.
Sobald die Verzögerungssprengungsinitiationszeitabfolge berechnet ist, wird eine Sprengung nach der berechneten Zeitabfolge mit einem Detonator durchgeführt, der eine ausgezeichnete Zeitgenauigkeit hat und beispielsweise in den Japanischen Offenlegungsschriften 261900/1987 und 285800/1989 offenbart ist. Die aus der Sprengung abgeleiteten Bodenschwingungen oder das Rauschen wird an einer bestimmten Stelle überwacht und zusammen mit der Verzögerungssprengungsinitiationszeitabfolge der Sprengung wieder verwendet, um Zeitabfolgedaten der Bodenschwingungen oder des Rauschens einer Einzellochsprengung der nachfolgenden Sprengung vorherzusagen.
Nach dem erfindungsgemäßen Sprengverfahren können die bei einer Verzögerungssprengung an einer bestimmten Stelle erzeugten Bodenschwingungen oder Rauschen auf ein Minimum geregelt werden, ohne die dominante Frequenz des Bodens und die Wellenform einer Einzellochsprengung an einer Stelle, an der Bodenschwingungen oder Rauschen problematisch werden, vor jeder Sprengung zu überwachen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Wellenform vertikaler Bodenschwingungen an der Stelle A. Die Welle wird durch Initiieren zweier in Wasser platzierter Primer erzeugt, so daß Initiationszeiten von 10 ms bzw. 40 ms (d. h. ein Initiationszeitintervall von 30 ms) erhalten werden. Jeder der Primer besteht aus einem elektrischen Verzögerungsdetonator und einem Wasser-Gel-Sprengstoff (100 g).
2 zeigt eine Wellenform vertikaler Bodenschwingungen an der Stelle A. Die Welle wird durch Initiieren eines in Wasser platzierten Primers erzeugt, so daß eine Initiationszeit von 10 ms erhalten wird. Der Primer besteht aus einem elektrischen Verzögerungsdetonator und einem Wasser-Gel-Sprengstoff (100 g).
3-1 zeigt eine Wellenform vertikaler Bodenschwingungen einer Einzellochsprengung, die nach der in 1 dargestellten Wellenform nach einem in der vorliegenden Erfindung beschriebenen sukzessiven analytischen Vorhersageverfahren vorhergesagt wurde. 3-2 zeigt eine Wellenform vertikaler Bodenschwingung einer Einzellochsprengung; die nach der in 1 dargestellten Wellenform nach dem in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Fourier Transformation vorhergesagt wurde. 3-3 zeigt eine Wellenform der vertikalen Bodenschwingungen einer Einzellochsprengung, die nach der in 1 dargestellten Wellenform nach dem erfindungsgemäßen Dekonvolutionsverfahren vorhergesagt wurde.
4-1 zeigt eine berechnete Wellenform vertikaler Bodenschwingungen an der Stelle A, wenn, unter Verwendung der Wellenform von 3-1, eine Zwei-Perioden-Verzögerungssprengung mit einem Initiationsintervall von 120 ms nach dem Linear-Überlagerungstheorem durchgeführt wurde. 4-2 zeigt eine berechnete Wellenform vertikaler Bodenschwingungen an der Stelle A, wenn, unter Verwendung der Wellenform der 3-2, eine Zwei-Perioden-Verzögerungssprengung mit einem Initiationsintervall von 120 ms nach dem Linear-Überlagerungstheorem durchgeführt wurde. 4-3 zeigt eine berechnete Wellenform vertikaler Bodenschwingungen an der Stelle A, wenn, unter Verwendung der Wellenform der 3-3, eine Zwei-Perioden-Verzögerungssprengung mit einem Initiationsintervall von 120 ms nach dem Linear-Überlagerungstheorem durchgeführt wurde.
5 zeigt eine Wellenform vertikaler Bodenschwingungen an der Stelle A. Die Welle wird durch Initiieren zweier in Wasser platzierter Primer erzeugt, so daß Initiationszeiten von 10 ms bzw. 130 ms (d. h. ein Initiationszeitintervall von 120 ms) erhalten werden. Jeder der Primer besteht aus einem elektrischen Verzöge- rungsdetonator und einem Wasser-Gel-Sprengstoff (100 g).
6 zeigt eine Wellenform vertikaler Bodenschwingungen an der Stelle A. Die Welle wird durch Initiieren von fünf in Wasser platzierten Primern erzeugt, so daß Initiationszeiten von 10 ms, 40 ms, 70 ms, 100 ms und 130 ms (d. h. Initiationsintervalle von 20 ms) erhalten werden. Jeder Primer besteht aus einem elektrischen Verzögerungsdetonator und einem Wasser-Gel-Sprengstoff (100 g).
7-1 zeigt eine Wellenform vertikaler Bodenschwingungen einer Einzellochsprengung, die nach der in 6 dargestellten Wellenform nach einem in der vorliegenden Erfindung beschriebenen sukzessiven analytischen Vorhersageverfahren vorhergesagt wurde. 7-2 zeigt eine Wellenform vertikaler Bodenschwingung einer Einzellochsprengung, die nach der in 6 dargestellten Wellenform nach dem in der vorliegenden Erfindung beschriebenen Fourier Transformation vorhergesagt wurde. 7-3 zeigt eine Wellenform der vertikalen Bodenschwingungen einer Einzellochsprengung, die nach der in 6 dargestellten Wellenform nach dem erfindungsgemäßen Dekonvolutionsverfahren vorhergesagt wurde.
8-1 zeigt eine berechnete Wellenform vertikaler Bodenschwingungen an der Stelle A, wenn, unter Verwendung der Wellenform von 7-1, eine Fünf-Perioden-Verzögerungssprengung mit einem Initiationsintervall von 90 ms nach dem Linear-Überlagerungstheorem durchgeführt wurde. 8-2 zeigt eine berechnete Wellenform vertikaler Bodenschwingungen an der Stelle A, wenn, unter Verwendung der Wellenform der 7-2, eine Fünf-Perioden-Verzögerungssprengung mit einem Initiationsintervall von 90 ms nach dem Linear-Überlagerungstheorem durchgeführt wurde. 8-3 zeigt eine berechnete Wel lenform vertikaler Bodenschwingungen an der Stelle A, wenn, unter Verwendung der Wellenform der 7-3, eine Fünf-Perioden-Verzögerungssprengung mit einem Initiationsintervall von 90 ms nach dem Linear-Überlagerungstheorem durchgeführt wurde.
9 zeigt eine Wellenform vertikaler Bodenschwingungen an der Stelle A. Die Welle wird durch Initiieren von fünf in Wasser platzierten Primern erzeugt, so daß Initiationszeiten von 10 ms, 100 ms, 190 ms, 280 ms und 370 ms (d. h. Initiationsintervalle von 90 ms) erhalten werden. Jeder Primer besteht aus einem elektrischen Verzögerungsdetonator und einem Wasser-Gel-Sprengstoff (100 g).
Beste Art der Ausführung der Erfindung
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Sprengverfahren unter Bezugnahme auf Beispiele näher beschrieben.
Mehrere Primer, die jeweils aus einem elektronischen Verzögerungsdetonator (Handelsbezeichnung: EDD) mit einer geeignet eingestellten Initiationszeitsteuerung und einem Wasser-Gel-Sprengstoff (100 g) (Handelsbezeichnung: Sunvex) bestanden, wurden in einer Tiefe von 2 Metern nahe der Mitte eines Teichs (lange Seite: 25 m, kurze Seite: 25 m (beide sind gleich; keine ist kürzer oder länger als die andere), Tiefe: 4 m) angeordnet, so daß der gegenseitige Abstand jedes Primers ungefähr einen Meter betrug, und anschließend gezündet. Die Bodenschwingungen (normale Richtung X, Tangentenrichtung Y, vertikale Richtung Z) wurden an einer Stelle 100 Meter von dem Teich (im folgenden als Stelle A bezeichnet) überwacht, um die Auswirkungen der vorliegenden Erfindung zu bestätigen.
Beispiel 1
Zwei elektronische Verzögerungsdetonatoren, deren Initiationszeitsteuerungen auf 10 ms bzw. 40 ms (d. h. einen Initiationsintervall von 30 ms) eingestellt wa ren, wurden einzeln in einem Wasser-Gel-Sprengstoff (100 g) angeordnet und in Wasser platziert. Die Detonatoren wurden gesprengt, um die dadurch erzeugten Bodenschwingungen an der Stelle A zu überwachen. Von den überwachten Wellenformen ist die aus den vertikalen Bodenschwingungen abgeleitete in 1 dargestellt. Ein elektronischer Verzögerungsdetonator, dessen Initiationszeitsteuerung auf 10 ms eingestellt war, wurde in einem Wasser-Gel-Sprengstoff (100 g) angeordnet und in Wasser platziert. Der Detonator wurde gezündet, um die dadurch erzeugten Bodenschwingungen an der Stelle A zu überwachen. Von den überwachten Wellenformen ist die aus den vertikalen Bodenschwingungen abgeleitete in 2 dargestellt.
Aus der in 1 dargestellten Wellenform wurde eine vertikale Wellenform einer Einzellochsprengung vorhergesagt, welche die Wellenform nach 1 erzeugt. Die durch das sukzessive analytische Vorhersageverfahren, die Fourier-Transformation und das erfindungsgemäße Dekonvolutionsverfahren erhaltenen Wellenformen sind in den 3-1, 3-2 und 3-3 dargestellt.
Basierend auf dem Linear-Überlagerungstheorem wurden vertikale Wellenformen der nachfolgenden Sprengungen von Zwei-Perioden-Verzögerungssprengungen, deren Initiationsintervalle verschieden eingestellt waren, unter Verwendung der zuvor vorhergesagten Wellenformen (3-1, 3-2 und 3-3) vorhergesagt. Infolgedessen wurde die maximale Verschiebungsgeschwindigkeitsamplitude der vertikalen Welle an der Stelle A minimiert, wenn das Initiationsintervall auf 120 ms eingestellt war. Die vorhergesagten vertikalen Wellenformen einer Zwei-Perioden-Verzögerungssprengung mit einem Initiationsintervall von 120 ms, die nach dem sukzessiven analytischen Vorhersageverfahren, die Fourier-Transformation und das erfindungsgemäße Dekonvolutionsverfahren erhaltenen wurden, sind in den 4-1, 4-2 und 4-3 dargestellt.
Angesichts der genannten Vorhersage wurden zwei elektronische Verzögerungsdetonatoren, deren Initiationszeitsteuerung auf 10 ms bzw. 130 ms (d. h. ein Initiationsintervall von 120 ms) eingestellt waren, einzeln in einem Wasser-Gel- Sprengstoff (100 g) angeordnet und in Wasser platziert. Die Detonatoren wurden gezündet, um dadurch erzeugte Bodenschwingungen an der Stelle A zu überwachen. Von den überwachten Wellenformen ist die von den vertikalen Bodenschwingungen abgeleitete in 5 dargestellt.
Von den derart erhaltenen neun Arten von Wellenformen, wurden die Wellenform von 2, die aus einer Einzellochsprengung abgeleitet wurde, und die Wellenformen einer Einzellochsprengung nach den 3-1, 3-2 und 3-3, die nach dem sukzessiven analytischen Vorhersageverfahren, dem Fourier-Transformationsverfahren und dem Dekonvolutionsverfahren vorhergesagt wurden, verglichen. Es zeigte sich, daß diese Wellenformen sehr ähnlich waren und das sukzessive analytische Vorhersageverfahren, das Fourier-Transformationsverfahren und das Dekonvolutionsverfahren sämtlich für das Vorhersagen von Wellenformen, die aus einer Zwei-Perioden-Verzögerungssprengung abgeleitet waren, vorteilhaft waren. Beim Auswerten der Ähnlichkeit dieser Wellenformen nach dem Kreuzkorrelationskoeffizienten, betrugen die Korrelationskoeffizienten der 2 und der 3-1, 3-2 und 3-3 0,88, 0.93 bzw. 0,96. Diese Ergebnisse bedeuten, daß die Wellenformen auch von ähnlicher Quantität sind.
Diese Wellenformen glichen einander auch sehr stark, wenn die Wellenformen einer Zwei-Perioden-Verzögerungssprengung gemäß den 4-1, 4-2 und 4-3, die an der Stelle A basierend auf dem Linear-Überlagerungstheorem vorhergesagt wurden, wenn eine Zwei-Perioden-Verzögerungssprengung mit einem Initiationsintervall von 120 ms unter Verwendung der Wellenformen einer Einzellochsprengung verwendet wurde, welche gemäß dem sukzessiven analytischen Vorhersageverfahren, dem Fourier-Transformationsverfahren und dem Dekonvolutionsverfahren vorhergesagt wurden, mit der Wellenform der vertikalen Bodenschwingungen nach 5 verglichen wurden. Die Korrelationskoeffizienten der 4-1, 4-2 und 4-3 sowie 5 betrugen 0,92, 0,92 bzw. 0,91.
Beispiel 2
Fünf elektronische Verzögerungsdetonatoren, deren Initiationszeitsteuerungen auf 10 ms, 40 ms, 70 ms, 100 ms und 130 ms (d. h. einen Initiationsintervall von 30 ms) eingestellt waren, wurden einzeln in einem Wasser-Gel-Sprengstoff (100 g) angeordnet und in Wasser platziert. Die Detonatoren wurden gesprengt, um die dadurch erzeugten Bodenschwingungen an der Stelle A zu überwachen. Von den überwachten Wellenformen ist die aus den vertikalen Bodenschwingungen abgeleitete in 6 dargestellt.
Aus der in 6 dargestellten Wellenform wurde eine vertikale Wellenform einer Einzellochsprengung vorhergesagt, welche die Wellenform nach 6 erzeugt. Die durch das sukzessive analytische Vorhersageverfahren, die Fourier-Transformation und das erfindungsgemäße Dekonvolutionsverfahren erhaltenen Wellenformen sind in den 7-1, 7-2 und 7-3 dargestellt.
Basierend auf dem Linear-Überlagerungstheorem wurden vertikale Wellenformen der nachfolgenden Sprengungen von Fünf-Perioden-Verzögerungssprengungen, deren Initiationsintervalle verschieden eingestellt waren, unter Verwendung der zuvor vorhergesagten Wellenformen (7-1, 7-2 und 7-3) vorhergesagt. Infolgedessen wurde die maximale Verschiebungsgeschwindigkeitsamplitude der vertikalen Welle an der Stelle A minimiert, wenn das Initiationsintervall auf 90 ms eingestellt war. Die vorhergesagten vertikalen Wellenformen einer Fünf-Perioden-Verzögerungssprengung mit einem Initiationsintervall von 90 ms, die nach dem sukzessiven analytischen Vorhersageverfahren, der Fourier-Transformation und das erfindungsgemäße Dekonvolutionsverfahren erhaltenen wurden, sind in den 8-1, 8-2 und 8-3 dargestellt.
Angesichts der genannten Vorhersage wurden fünf elektronische Verzögerungsdetonatoren, deren Initiationszeitsteuerung auf 10 ms, 100 ms, 190 ms, 280 ms und 370 ms (d. h. ein Initiationsintervall von 90 ms) eingestellt waren, einzeln in einem Wasser-Gel-Sprengstoff (100 g) angeordnet und in Wasser platziert. Die Detonatoren wurden gezündet, um dadurch erzeugte Bodenschwingungen an der Stelle A zu überwachen. Von den überwachten Wellenformen ist die von den vertikalen Bodenschwingungen abgeleitete in 9 dargestellt.
Die Wellenform von 2, die aus einer Einzellochsprengung abgeleitet wurde, und die Wellenformen nach den 7-1, 7-2 und 7-3, die nach dem sukzessiven analytischen Vorhersageverfahren, dem Fourier-Transformationsverfahren und dem Dekonvolutionsverfahren vorhergesagt wurden, wurden verglichen. Es zeigte sich, daß diese Wellenformen sehr ähnlich waren, wie bei dem Vergleich mit denjenigen, die aus einer Fünf-Perioden-Verzögerungssprengung abgeleitet waren. Dies bedeutet, daß das sukzessive analytische Vorhersageverfahren, das Fourier-Transformationsverfahren und das Dekonvolutionsverfahren stets für das Vorhersagen von Wellenformen einer Einzellochsprengung geeignet sind. Die Kreuzkorrelationskoeffizienten der 7-1, 7-2 und 7-3 sowie der 2 betrugen 0,92, 0,96 bzw. 0,93.
Diese Wellenformen glichen einander auch sehr stark, wenn die Wellenformen einer Fünf-Perioden-Verzögerungssprengung gemäß den 8-1, 8-2 und 8-3, die an der Stelle A basierend auf dem Linear-Überlagerungstheorem vorhergesagt wurden, wenn eine Fünf-Perioden-Verzögerungssprengung mit einem Initiationsintervall von 90 ms unter Verwendung der Wellenformen einer Einzellochsprengung verwendet wurde, welche gemäß dem sukzessiven analytischen Vorhersageverfahren, dem Fourier-Transformationsverfahren und dem Dekonvolutionsverfahren vorhergesagt wurden, mit der Wellenform der vertikalen Bodenschwingungen nach 9 verglichen wurden. Die Korrelationskoeffizienten der 8-1, 8-2 und 8-3 sowie 9 betrugen 0,86, 0,90 bzw. 0,89.
Industrielle Anwendbarkeit
Das erfindungsgemäße Sprengverfahren ist zur Verringerung der Bodenschwingungen und des Rauschens geeignet, welche beim Sprengen entstehen.

Claims

Sprengverfahren mit den folgenden Schritten: Durchführen einer Verzögerungssprengung an einer bestimmten Stelle; Vorherbestimmen der Zeitabfolgedaten einer durch eine hypothetische Einzellochsprengung zu erzeugenden Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen an einer entfernten Stelle unter Verwendung von zumindest entweder der vorherigen Zeitabfolgedaten einer durch die Verzögerungssprengung erzeugten und tatsächlich an der entfernten Stelle beobachteten Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen oder der entsprechenden vorhergehenden tatsächlich angewandten Initiationszeitabfolge der Verzögerungssprengung; Berechnen einer Verzögerungssprengungsinitiationszeitabfolge für eine Verzögerungssprengung, die eine Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen liefert, welche spezifischen Bedingungen genügt, basierend auf den zuvor vorherbestimmten Zeitabfolgedaten einer Einzellochsprengung; und Durchführen einer anschließenden Verzögerungssprengung entsprechend der berechneten Verzögerungssprengungsinitiationszeitabfolge.
Sprengverfahren nach Anspruch 1, bei dem Zeitabfolgedaten einer durch eine hypothetische Einzellochsprengung zu erzeugenden Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen an einer entfernten Stelle durch Durchführen einer Verzögerungssprengung an der bestimmten Stelle vorherbestimmt werden; Berechnen der Fourier-Transformation der Zeitabfol gedaten einer durch die Verzögerungssprengung erzeugten und tatsächlich an der entfernten Stelle beobachteten Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen und den entsprechenden tatsächlich angewandten Initiationszeitabfolgedaten der Verzögerungssprengung, um entsprechende Spektren zu erhalten; Durchführen mit den Spektren; und Berechnen der inversen Fourier-Transformation der verwendeten Spektren.
Sprengverfahren nach Anspruch 1, bei dem bei dem Zeitabfolgedaten einer durch eine hypothetische Einzellochsprengung zu erzeugenden Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen an einer entfernten Stelle durch Durchführen einer Verzögerungssprengung an der bestimmten Stelle vorherbestimmt werden, und anschließend die Kreuzkorrelationssequenz der Zeitabfolgedaten einer durch die Verzögerungssprengung erzeugten und tatsächlich an der entfernten Stelle beobachteten Wellenform von Bodenschwingungen oder Rauschen und die Autokorrelationssequenz der entsprechenden tatsächlich angewandten Initiationszeitabfolgedaten der Verzögerungssprengung berechnet wird.