WO1998021544A1 - Procede d'excavation par explosion - Google Patents

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WO1998021544A1
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blasting
vibration
time series
sound
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Inventor
Masaaki Yamamoto
Hidehiro Noda
Koichi Sassa
Original Assignee
Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisya
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
    • F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping

Definitions

  • the present invention relates to a blasting method capable of reducing vibration and sound generated during blasting.
  • multi-stage blasting using a step-down squib has been the most effective method used as a blasting method to reduce vibration and sound.
  • the predominant frequency and the waveform of the single blast at the point where blast vibration is a problem are measured in advance, and based on this, the time interval of the multi-stage blast is determined, and the high-frequency using the Ic circuit is determined.
  • a method of blasting using a second-time precision detonator is introduced in Japanese Patent Publication No. 7-122559 / Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 1-285080.
  • the vibration and sound waveforms generated by the blasting are greatly affected by the rock mass to be blasted.
  • the predominant frequency of vibration and sound and the waveform of a single blast must be measured at each point of interest before each blast.
  • the present invention performs step blasting at a specific place, and time-series data of vibration or sound generated at that time and the step of blasting.
  • the explosion time series predicting the time series data of single blast vibration or sound in the blast, and based on the single blast prediction data obtained above, the step blast vibration or sound satisfying specific conditions.
  • This is a blasting method characterized by calculating the step-and-explosion time series having the waveform shown in Fig. 4 and performing the next step-and-explosion using the calculated step-and-explosion time series.
  • the present invention provides step blasting at a specific place, and performs time-series data of vibration or sound generated at that time and time-series data of step blasting of the blast, respectively, by performing Fourier transform, and corresponding spread spectrum.
  • the spectrum corresponding to the time-series data of the single blast vibration or sound is predicted using these spectra, and the spectrum is subjected to a Fourier inverse transform to obtain the above-mentioned spectrum.
  • This is a blasting method characterized by calculating the time series and carrying out the next step blasting in the calculated step blasting time series.
  • the present invention also provides a step blast at a specific place, a cross-correlation function of time series data of vibration or sound generated at that time and the step blast time series data of the blast, From the autocorrelation function of the explosion time series data, it is considered that the time series data of the vibration or sound of the step blasting was formed by solving the Wiener's least squares theory using the Le V inson algorithm. The most probable single blast vibration or sound's time-series data is predicted, and the step blast vibration or sound waveform that satisfies specific conditions based on the single blast prediction data obtained above is used. This is a blasting method characterized by calculating the series and performing the next blasting in the calculated blasting time series.
  • the current step blasting that is, a method using only the time series data of the vibration or sound of the latest step blasting and the time series of the step blasting of the blast
  • Either a method using the vibrations of the past several times of blasting or a time series data of the sound and a method of using the time blasting and explosion of the blasting may be used.
  • some examples of using only the current time series of vibration or sound of the blasting and the time series of the blasting and blasting will be described below for simplicity.
  • a m and X m denotes the sampling point interval A t, the m-th data sampled at a sampling number N. Therefore, m takes the value of 0 ⁇ m ⁇ N-1.
  • Is an integer obtained by dividing the i-th detonation time 1 ⁇ by m t, where L is the number of detonation, i takes the value of 0 ⁇ m ⁇ L-1.
  • A is the time series data of the vibration or sound at a specific location due to the current step blast, and the timing of the step detonation of the blast, the number of the steps, and the ratio of the amplitude of each step ),
  • the time series data of the vibration or sound of a single blast to be predicted is X, and the following relationship is recognized between the three time series data.
  • step blast waveform A is represented by the single blast waveform X, and the convolution.
  • each blast timing t t. , T ,,.
  • X ⁇ f) A ( ⁇ ) ⁇ , and A) and ⁇ ) A are obtained from A)) and X)), so X) is obtained. Convert it to obtain the single-shot vibration or sound time-series data X) that you want to predict.
  • Xt be the time series data of the vibration or sound of a single blast to be predicted. The following relationships are recognized in the above four time series data.
  • the moving average, the use of a pass-pass filter, etc. can be used to obtain the SN of the time-series data at a specific location due to the current step blast.
  • the ratio must be as good as possible.
  • various methods can be considered as a method for calculating a step blast explosion time series that becomes a waveform of a step blast vibration or a sound that satisfies a specific condition based on the single blast prediction data obtained as described above.
  • Tokuhei 7- A method of setting a detonation second time interval such that vibration waves interfere based on a dominant frequency, as disclosed in JP-A No. 1-258559, The method of predicting the vibration waveform of this blast based on the principle of superposition and selecting the optimal second time interval, the method using the M-sequence as disclosed in Japanese Patent Publication No. 8-144480, explosives
  • an autocorrelation function and a cross-correlation function as shown in the academic journal, Vo 55, No. 4, 1994.
  • the specific condition is to minimize the displacement amplitude, displacement velocity amplitude, displacement acceleration amplitude or the evaluation value of vibration level, vibration acceleration level, etc. in the case of vibration, and sound pressure amplitude or noise in the case of sound. It is to minimize the evaluation of the level.
  • a specific condition may be used.
  • time-series explosion time series is calculated, for example, the accuracy of the second-time accuracy known in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Sho 62-216900 and Hei 1 Blast in the sequence of the detonation with a good detonator.
  • the vibration or sound caused by this blast is measured at a specific location, and is used again for predicting the time series data of the vibration or sound of the single blast of the next blast together with the time series of the blast. .
  • the dominant frequency of the ground or the waveform of a single blast at a point where vibration or sound is a problem is measured at a specific place associated with the step blast without separately measuring before each blast. Vibration or sound can be controlled to a minimum.
  • Fig. 1 shows two electric delay electric detonators with a detonation time set to 10 ms and 40 ms (detonation time interval of 30 ms) fitted with 100 g of hydrous explosives in water.
  • Vertical ground vibration obtained at point A 3 shows a dynamic waveform.
  • Figure 2 shows the results obtained at point A when an electric delay detonator with a detonation time set to 100 ms and 100 g of water-containing explosives was installed in water and detonated independently.
  • the vertical vibration waveform of the ground is shown.
  • Fig. 3-1 shows the single-shot blast vertical vibration waveform that constitutes the Fig. 1 waveform estimated from the waveform of Fig. 1 by the successive decomposition calculation method shown in the present invention
  • Fig. 3-2 shows the waveform.
  • the waveform of Fig. 1 was estimated by the Fourier transform method shown in the present invention, and the single-blast vertical vibration waveform composing the waveform in Fig. 1 was obtained.
  • Fig. 1 shows the single-blast vertical vibration waveform composing the waveform shown in Fig. 1 estimated by the one-jon method.
  • Fig. 4-1 shows the point A when two-stage blasting was performed at a detonation second time interval of 120 ms based on the principle of linear superposition using the waveform of Fig. 3-1.
  • two-step blasting was performed using the waveforms shown in Fig. 4-2 and Fig. 4-2 based on the principle of linear superposition.
  • the vertical vibration waveform predicted at the point A is shown in Fig. 4-13, using the waveform shown in Fig. 3-3, based on the principle of linear superposition, with two steps at a firing interval of 120 ms. This shows the vertical vibration waveform predicted at point A when blasting was performed.
  • Figure 5 shows two electric delay electric detonators with a detonation time set to 10 ms and 130 ms (explosion time interval: 120 ms), with 100 g of water-containing explosives installed underwater. This is the vertical vibration waveform of the ground obtained at the point A when the detonation occurred.
  • Figure 6 shows that the explosion time was set to 10 ms, 40 ms, 70 ms ⁇ 100 ms ⁇ 130 ms (explosion time interval 30 ms). Place the one with 100 g attached underwater,
  • Figure 7-1 of Figure 7 shows the waveform of Figure 6 estimated from the waveform of Figure 6 by the sequential decomposition calculation method shown in the present invention.
  • Fig. 7-2 shows the vertical vibration waveform of single blast, which is estimated from the waveform of Fig. 6 by the Fourier transform method shown in the present invention.
  • FIG. 7-3 shows a single-blast vertical oscillating waveform constituting the waveform in FIG. 6, which is estimated from the waveform in FIG. 6 by the deconvolution method shown in the present invention.
  • Fig. 8-1 shows the point A when 5-step blasting was performed at a 90 ms detonation time interval based on the principle of linear superposition using the waveforms in Fig. 7-1.
  • Fig. 8-2 shows the vertical vibration waveform predicted by the above
  • Fig. 7-2 shows the waveform in Fig. 7-2.
  • Fig. 8-3 shows the vertical vibration waveform predicted at point A
  • Fig. 7-3 shows the vertical vibration waveform at 90 ms detonation time interval based on the principle of linear superposition. This figure shows the vertical vibration waveform predicted at point A when step blasting was performed.
  • Figure 9 shows the electrical delay when the detonation time was set to 10 ms, 100 ms, 190 ms, 280 ms, and 37 ms (explosion time interval 90 ms).
  • the figure shows the vertical vibration waveform of the ground obtained at point A, with the explosive loaded with 100 g installed in water and detonated.
  • the explosion time was set to 100 g with a water-containing explosive (trade name: Sambex) at a depth of 2 m near the center of the pond with a long side of 25 m, a short side of 25 m and a depth of 4 m.
  • An electric delay detonator product name: EDD
  • ground vibration normal direction X, tangential direction Y, vertical
  • point A ground vibration
  • FIG. 1 shows the vertical vibration waveform among the obtained waveforms.
  • the ground vibration at point A was measured when an explosion time was set at 10 ms and an electric delay detonator equipped with 100 g of hydrous explosive was installed in water.
  • Figure 2 shows the vertical vibration waveform among the results.
  • FIGS. 3-1, 3-2, and 3-3 The waveforms obtained by the successive decomposition calculation method, the Fourier transform method, and the de-convolution method shown in the present invention are shown in FIGS. 3-1, 3-2, and 3-3.
  • Fig. 3-1, Fig. 3-2, Fig. 3-3 the estimated waveforms
  • various vertical vibration waveforms of the next blast are calculated. Predicting the detonation time interval, it was concluded that the maximum displacement velocity amplitude of the vertical vibration at point A was minimum at the detonation time interval of 120 ms.
  • Fig. 4-1, Fig. 4-2, Fig. 4 _3 show the vertical vibration prediction results of 120 ms 2-stage blasting from the sequential decomposition calculation method, the Fourier transform method, and the de-convolution method.
  • a single blast Fig. 2 and the single-shot waveforms predicted from the step blasting by the sequential decomposition calculation method, Fourier transform method, and de-convolution method of the present invention Fig. 3-1, Fig. 3_2, Fig. 3- Comparing Fig. 3, the waveforms are very similar, indicating that the successive decomposition calculation method, the Fourier transform method, and the de'convolution method are all effective single-shot waveform prediction methods. Furthermore, when the similarity between the two waveforms was evaluated using the cross-correlation coefficient, the correlation coefficients of Fig. 2 and Fig. 3-1, Fig. 3-2, and Fig. 3-3 were 0.88, 0.93, and 0, respectively. 9 6, which proves to be quantitatively similar.
  • FIGS. 7-1, 7-2, and 7-3 The waveforms obtained by the successive decomposition calculation method, the Fourier transform method, and the de-convolution method shown in the present invention are shown in FIGS. 7-1, 7-2, and 7-3.
  • various vertical vibration waveforms of the next blast are calculated. Predicting the detonation time interval, it was concluded that the maximum displacement velocity amplitude of the vertical vibration at point A was minimized at the detonation time interval of 90 ms.
  • Figure 8-1, Figure 8-2, and Figure 8-3 show the results of vertical vibration prediction of 90 ms 5-stage blasting from the successive decomposition calculation method, Fourier transform method, and deconvolution method.
  • the electric detonation time was set to 10 ms, 100 ms, 190 ms, 280 ms, and 370 ms (explosion time interval 90 ms).
  • the one with 100 g of water-containing explosive was installed in water, detonated, and the ground vibration was measured at point A.
  • Fig. 9 shows the vertical vibration waveform among the obtained waveforms.
  • Fig. 2 obtained by a single blast and Fig. 7-1 shows a single-shot waveform predicted from the step blast by the successive decomposition calculation method, Fourier transform method, and de-convolution method of the present invention.
  • Fig. 7-2 and Fig. 7_3 The data for the round blast using both methods is five rounds, but the results are very similar to those for the two rounds, and are stably obtained by the sequential decomposition calculation method and the Fourier transform. It can be seen that the deconvolution method is an effective single-shot waveform prediction method.
  • the correlation coefficients between Fig.2 and Fig.7-1, Fig.7-2, and Fig.7-3 were 0.92, 0.96, 0.93.
  • the blasting method of the present invention is useful for reducing vibration and sound generated during blasting.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Description

明 細 書 発破工法
[技 術 分 野] 本発明は、 発破の際に発生する振動及び音を軽減することのでき る発破工法に関する。
[背 景 技 術]
従来、 振動及び音を軽減する発破工法として用いられてきたもの としては、 段発雷管による多段発破が最も有効であった。 更に効果 を上げる方法として、 発破振動が問題となる地点の卓越周波数や単 発発破の波形をあらかじめ測定し、 これに基づいて多段発破の起爆 秒時間隔を決定し、 I c回路を利用した高秒時精度雷管を用いて発 破する手法が特公平 7 - 1 2 2 5 5 9号公報ゃ特開平 1 一 2 8 5 8 0 0号公報等に紹介されている。
発破によつて発生する振動や音の波形は、 発破対象の岩盤によつ て大きく左右されるため、 上記の手法において最大の効果を得よう とする場合、 発破対象岩盤での発破により発生した振動や音の卓越 周波数や単発発破の波形を、 問題となる地点にて毎発破に先立ち毎 回測定する必要がある。
このため、 従来の方法は、 毎回最大限の軽減効果を得ることが困 難であった。
[発 明 の 開 示]
上記問題点を解決するために、 本発明は特定の場所で段発発破を 行い、 その際に発生する振動或いは音の時系列データと該発破の段 発起爆時系列を用い、 該発破での単発発破の振動或いは音の時系列 データを予測し、 前記により得られた単発発破の予測データを基に 特定の条件を満たす段発発破振動、 或いは音の波形となる段発起爆 時系列を算出し、 算出された段発起爆時系列にて、 次の段発発破を 実施することを特徴とする発破工法である。
また、 本発明は、 特定の場所で段発発破を行い、 その際に発生す る振動或いは音の時系列データと該発破の段発起爆時系列データを 各々 フーリエ変換して対応するスぺク トルを得、 これらのスぺク ト ルを用いて単発発破の振動或いは音の時系列データに対応するスぺ ク トルを予測し、 該スぺク トルをフ一リェ逆変換して、 前記特定の 場所における単発発破の振動或いは音の時系列データを予測し、 前 記により得られた単発発破の予測データを基に特定の条件を満たす 段発発破振動或いは音の波形となる段発起爆時系列を算出し、.算出 された段発起爆時系列にて、 次の段発発破を実施することを特徴と する発破工法である。
また、 本発明は、 特定の場所で段発発破を行い、 その際に発生す る振動或いは音の時系列データと該発破の段発起爆時系列データの 相互相関関数と、 該発破の段発起爆時系列データの自己相関関数と から、 ウイナ一の最小二乗法の理論を L e V i n s o nァルゴリズ ムにて解く ことにより、 該段発発破の振動或いは音の時系列データ を形成したと思われる最も確からしい単発発破の振動或いは音'の時 系列データを予測し、 前記により得られた単発発破の予測データを 基に特定の条件を満たす段発発破振動或いは音の波形となる段発起 爆時系列を算出し、 算出された段発起爆時系列にて、 次の段発発破 を実施することを特徴とする発破工法である。
段発発破による特定の場所での振動或いは、 音の時系列デ一夕と 該発破の段発起爆時系列を用いて単発発破の振動或いは、 音の時系 列データを予測する手法は種々のものが考えられる。 本発明におい ては現行の段発発破、 即ち、 最近時の段発発破の振動或いは、 音の 時系列データと該発破の段発起爆時系列のみを用いる方法、 現行の 段発発破に加えて過去数回の段発発破の振動或いは、 音の時系列デ —夕と該発破の段発起爆時系を用いる方法のいずれによっても良い。 以下には簡単のため現行の段発発破の振動或いは、 音の時系列デ一 夕と該発破の段発起爆時系列のみを用いる場合のいくつかの例につ いて説明する。
最初に逐次分解算出法について説明する。
現行の段発発破による特定の場所での振動或いは音の時系列デ— 夕を a m、 該発破の段発起爆時系列を Δ ;とすれば、 予測したい単発 発破の振動或いは音の時系列データ X mは、下記のように順次算出す ることができる。 なお、 a m及び X mは、 標本点間隔 A t、 標本数 N でサンプリ ングした m番目のデータを示す。 従って、 mは、 0≤m ≤N— 1の値をとる。 また、 は i番目の段発起爆時刻 1\を厶 t にて除した整数で、 段発数を Lとすれば、 i は 0≤m≤ L— 1の値 をとる。 なお、 △。は 0である。
Δ ≤ t ≤ん、 X , = a
ん ≤ t Δ X , = a 一 X
△ 2 ≤ t Δ X , = a 一 X X
Δ ≤ t≤ Δ i + ^ X = a t - ∑ X (
n= l
L- l
A L - ,≤ t ≤ N - 1 , X = a , - ∑ X (
n= l 次に、 フーリエ変換法について述べる。 現行の段発発破による特定の場所での振動或いは音の時系列デ— 夕を Aい）、 該発破の段発起爆タイ ミ ングとその段発数、 1発毎の 振幅の大きさの比を表す時系列データを ^ い）、 予測したい単発発 破の振動或いは音の時系列デ一夕を Xい， とすると、 3つの時系列 データには下記のような関係が認められる。
A =∑ X (… = A ζ
( *；コンボリ ュージョ ン） 即ち、 段発発破波形 A い）は、 単発発破波形 Xい， と Γ い）のコン ボリ ュ一ジョ ンで表される。 ここで、 t。 = 0、 t く 0で X ( t ) = 0 である。
また、 ^ い）は例えば各発破の振幅が等しいとすれば各発破タイ ミ ング t = t 。、 t ,、 · · · t „で ^ い） = 1 、 その他の t で Γ い） = 0 となる。
上記式をフーリエ変換すると、 次の式になる。
A ( f ) — A c f ) * t, c f f ； 周波数 よって、
X < f ) = A ( ί ) ζ となり、 A ）、 Γ い）は Aい）、 " い）から求まるので、 X ）が 求まる。 これを逆フ一リェ変換して周波数領域から時間領域に変換 し、 予測したい単発発破の振動或いは音の時系列データ X い）を得 る。
次に、 デ · コンボリュージョ ン法について述べる。 現行の段発発破による特定の場所での振動或いは音の時系列デ一 夕を At、 Atから計測誤差や、 段発発破における各段毎の単発発破 の振動或いは音のばらつきを取り除いた理想的な振動或いは音の時 系列データを B t、 該発破の段発起爆時系列データを ^い は 例えば各発破の振幅が等しいとすれば各発破タイ ミ ング t = t。、 t ,、 · · · t„で Γ,= 1、 その他の tで Γ,= 0 となる。 ）
予測したい単発発破の振動或いは音の時系列データを X tとする。 上記 4つの時系列データには下記のような関係が認められる。
∑ X X , * ζ Β , A
( * ： コンボリュージョ ン） よって、 最も A,と B tの誤差が最小になるような X tを算出する ことが出来れば、 それが求めたい単発発破の振動或いは音のデータ である。
そこで、 ウイナーの最小二乗法の理論に従って、 以下の方法にて 算出する。
まず、 A ,と B tの誤差のエネルギーを Eとすると、
E =∑ ( A ,— B , )
であり、 また
B t ∑ χ5. r
7"こカヽ
E =∑ ( A , -∑ X t-s) となる。誤差のエネルギーは 3 0の時に最小になるので d E/d Xi = 5 { (∑A«) 2 - 2∑At∑Xs · Γ .-,+ Σ (∑XS . 2 } / 5
Figure imgf000008_0001
よって
Figure imgf000008_0002
で、 r… = Φ ( ø : rの自己相関関数）
∑ A t Φ Φ '. λ と ζの相互相関関数）
よって、
2J X s ø ； - ψ となる。
これを L e V i n s o nアルゴリ ズムにより解き、 求めたい単発 波形 X ,を算出する。
なお、 これらの方法によって予測された予測の精度を向上させる ためには、 移動平均、 パ'ン ドパスフィルタ一等を用いて、 現行の段 発発破による特定の場所での時系列データの S N比をできるだけ良 く しておく必要がある。
次に、 前記により得られた単発発破の予測データを基に、 特定の 条件を満たす段発発破振動或いは音の波形となる段発起爆時系列を 算出する方法としては種々の方法が考えれる。 例えば、 特公平 7 - 1 2 2 5 5 9号公報に示されるような、 卓越周波数に基づき振動波 が干渉するような起爆秒時間隔を設定する方法、 特開平 1 一 2 8 5 8 0 0号公報に示されるような、 重ね合わせの原理に基づき本発破 の振動波形を予測し、 最適秒時間隔を選択する方法、 特公平 8— 1 4 4 8 0号公報に示されるような M系列を利用する方法、 火薬学会 誌、 V o し 5 5、 N o . 4、 1 9 9 4に示されるような自己相関 関数及び相互相関関数を利用する方法などがある。
なお、 特定の条件とは、 振動であれば、 変位振幅、 変位速度振幅、 変位加速度振幅あるいは振動レベル、 振動加速度レベル等の評価値 を最小にすること、 音であれば、 音圧振幅或いは騒音レベル等の評 価値を最小にすることである。 また、 特定の周波数範囲に対して、 上記評価値を最小にするごとを特定の条件とする場合もある。
段発起爆時系列が算出されれば、 例えば、 特開昭 6 2— 2 6 1 9 0 0号公報や、 特開平 1 — 2 8 5 8 0 0号公報で知られている秒時 精度の良い雷管によって該起爆時系列にて発破を行う。 この発破に 起因する振動或いは音は、 特定の場所にて計測がなされ、 該発破の 段発起爆時系列とともに、 次発破の単発発破の振動或いは音の時系 列データ予測のために再度用いられる。
本発明の発破工法によれば、 振動や音が問題となる地点で地盤の 卓越周波数や単発発破の波形を、 毎発破に先立ち別途測定すること なしに、 段発発破に伴う特定の場所での振動或いは音を最小限に制 御することができる。
[図面の簡単な説明]
図 1は、起爆時間を 1 0 m s、 4 0 m s (起爆時間間隔 3 0 m s ) に設定した電気的遅延電気雷管 2本に含水爆薬 1 0 0 gを装着した ものを水中に設置、 起爆し、 A地点にて得られた地盤の鉛直方向振 動波形を示す。
図 2は、 起爆時間を 1 0 m sに設定した電気的遅延電気雷管に含 水爆薬 1 0 0 gを装着したものを水中に設置し、 単独で起爆した場 合の A地点にて得られた地盤の鉛直方向振動波形を示す。
図 3のうち、 図 3— 1は図 1の波形から、 本発明に示す逐次分解 算出法により推定した、 図 1波形を構成する単発発破の鉛直方向振 動波形を、 図 3— 2は図 1の波形から、 本発明に示すフーリエ変換 法により推定した、 図 1波形を構成する単発発破の鉛直方向振動波 形を、図 3 _ 3は図 1の波形から、本発明に示すデ*コンボリュ一ジ ヨ ン法により推定した、 図 1波形を構成する単発発破の鉛直方向振 動波形を示したものである。
図 4のうち、 図 4一 1 は図 3— 1の波形を用いて、 線形重ね合わ せの原理に基づき 1 2 0 m sの起爆秒時間隔にて 2段発発破を実施 した場合に、 A地点で予測される鉛直方向振動波形を、 図 4一 2は 図 3— 2の波形を用いて、 線形重ね合わせの原理に基づき 1 2 0 m sの起爆秒時間隔にて 2段発発破を実施した場合に、 A地点で予測 される鉛直方向振動波形を、 図 4一 3は図 3— 3の波形を用いて、 線形重ね合わせの原理に基づき 1 2 0 m sの起爆秒時間隔にて 2段 発発破を実施した場合に、 A地点で予測される鉛直方向振動波形を 示したものである。
図 5は、 起爆時間を 1 0 m s、 1 3 0 m s (起爆時間間隔 1 2 0 m s ) に設定した電気的遅延電気雷管 2本に含水爆薬 1 0 0 gを装 着したものを水中に設置、 起爆し、 A地点にて得られた地盤の鉛直 方向振動波形である。
図 6は、 起爆時間を 1 0 m s、 4 0 m s、 7 0 m sヽ 1 0 0 m sヽ 1 3 0 m s (起爆時間間隔 3 0 m s ) に設定した電気的遅延電気雷 管 5本に含水爆薬 1 0 0 gを装着したものを水中に設置し、 これを 起爆することにより、 A地点にて得られた地盤の鉛直方向振動波形 c 図 7のうち、 図 7 — 1は図 6の波形から、 本発明に示す逐次分解 算出法により推定した、 図 6波形を構成する単発発破の鉛直方向振 動波形を、 図 7 — 2は図 6の波形から本発明に示すフ一リェ変換法 により推定した、 図 6波形を構成する単発発破の鉛直方向振動波形 を、図 7 — 3は図 6の波形から本発明に示すデ'コンボリ ュ一ジョ ン 法により推定した、 図 6波形を構成する単発発破の鉛直方向振動波 形を示したものである。
図 8のうち、 図 8 — 1は、 図 7 — 1の波形を用いて線形重ね合わ せの原理に基づき 9 0 m sの起爆秒時間隔にて 5段発発破を実施し た場合に、 A地点で予測される鉛直方向振動波形を、 図 8 — 2は、 図 7 - 2の波形を用いて、 '線形重ね合わせの原理に基づき 9 0 m s の起爆秒時間隔にて 5段発発破を実施した場合に、 A地点で予測さ れる鉛直方向振動波形を、 図 8 — 3は、 図 7 — 3の波形を用いて、 線形重ね合わせの原理に基づき 9 0 m sの起爆秒時間隔にて 5段発 発破を実施した場合に、 A地点で予測される鉛直方向振動波形を示 したものである。
図 9は、 起爆時間を 1 0 m s、 1 0 0 m s、 1 9 0 m s、 2 8 0 m s、 3 7 0 m s (起爆時間間隔 9 0 m s ) に設定した電気的遅延 電気雷管 5本に含水爆薬 1 0 0 gを装着したものを水中に設置、 起 爆し、 A地点にて得られた地盤の鉛直方向振動波形を示す。
[発明を実施するための最良の実施形態]
以下、 実施例によつて本発明の発破工法を具体的に説明する。 長辺 2 5 m、 短辺 2 5 m、 深さ 4 mの池の中心付近の水深 2 mの 位置に、 含水爆薬 （商品名サンベックス） 1 0 0 gに起爆秒時を適 宜設定した電気的遅延電気雷管 （商品名 E D D ) を装着したもの複 数個を、 お互いに約 1 mの離隔で配置した後に起爆し、 該池より 1 0 0 m離れた地盤上 （以後 A地点と呼ぶ） で地盤振動 （法線方向 X、 接線方向 Y、 垂直方向 Ζ ) を測定し、 本発明の効果を確認した。
実施例 1
起爆時間を 1 0 m s、 4 0 m s (起爆時間間隔 3 0 m s ) に設定 した電気的遅延電気雷管 2本に、 含水爆薬 1 0 0 gを装着したもの を水中に設置、 起爆し、 A地点で該発破の地盤振動を測定した。 得 られた波形の内、 鉛直方向振動波形を図 1に示す。 また、 起爆時間 1 0 m sに設定した電気的遅延電気雷管に、 含水爆薬 1 0 0 gを装 着したものを水中に設置し、 単独で起爆した場合の A地点での地盤 振動も測定した。 結果の内、 鉛直方向振動波形を図 2に示す。
続いて、 図 1の波形から、 本波形を構成する単発発破の鉛直方向 振動波形を推定した。 本発明に示す逐次分解算出法、 フーリエ変換 法、デ，コンボリ ュージョ ン法により得られた波形を図 3— 1、図 3 — 2、 図 3 _ 3に示す。
次に、 推定された波形 （図 3— 1、 図 3— 2、 図 3— 3 ) を用い て、 線形重ね合わせの原理に基づき、 次発破 （ 2段発発破） の鉛直 方向振動波形を種々の起爆時間間隔について予測したところ、 1 2 0 m sの起爆秒時間隔において A地点での鉛直方向振動の最大変位 速度振幅が最小となるとの結論が得られた。 逐次分解算出法、 フ一 リェ変換法、デ，コンボリュ一ジョ ン法からの 1 2 0 m s 2段発'発破 の鉛直方向振動予測結果を図 4 一 1、 図 4— 2、 図 4 _ 3に示す。 この結果に基づき起爆時間を 1 0 m s、 1 3 0 m s (起爆時間間 隔 1 2 0 m s ) に設定した電気的遅延電気雷管 2本に含水爆薬 1 0 0 gを装着したものを水中に設置、 起爆し、 A地点で地盤振動を測 定した。 得られた波形の内、 鉛直方向振動波形を図 5に示す。
以上の得られた 9個の波形のうち、 まず、 単発発破により得られ た図 2 と、 段発発破から本発明の逐次分解算出法、 フ一リェ変換法、 デ，コンボリ ュージョ ン法により予測された単発波形である図 3 — 1、 図 3 _ 2、 図 3 — 3を比較すると、 その波形は非常に類似して おり、 逐次分解算出法、 フ一リェ変換法、 デ'コンボリュージョ ン法 は共に有効な単発波形予測手法であることがわかる。 さらに両波形 の類似度を相互相関係数により評価したところ、 図 2 と図 3 — 1、 図 3 — 2、 図 3 — 3の相関係数はそれぞれ 0. 8 8、 0. 9 3、 0. 9 6 となり、 定量的にも類似していることが証明できる。
次に、 逐次分解算出法、 フーリェ変換法、 デ'コ ンボリュージ ョ ン 法から予測された単発波形を用いて、 起爆時間間隔 1 2 0 m sで 2 段発発破を実施した場合の、 A地点での鉛直方向振動波形を線形重 ね合わせの原理に従い、 予測した図 4 — 1、 図 4 一 2、 図 4 — 3 と、 実際に起爆時間間隔 1 2 0 m sで 2段発発破を実施して、 A地点で 得られた鉛直方向振動波形である図 5を比較すると、 これも非常に 良く一致しているのがわかる。 ちなみに図 4 一 1、 図 4 — 2、 図 4 一 3 と図 5の相関係数はそれぞれ 0. 9 2、 0. 9 2、 0. 9 1で あった o
実施例 2
起爆時間を 1 0 m s、 4 0 m s、 7 0 m s、 1 0 0 m s、 1 3 0 m s (起爆時間間隔 3 0 m s ) に設定した電気的遅延電気雷管 5本 に、 含水爆薬 1 0 0 gを装着したものを水中に設置、 起爆し、 A地 点で該発破の地盤振動を測定した。 得られた波形の内、 鉛直方向振 動波形を図 6に示す。
続いて、 図 6の波形から、 本波形を構成する単発発破の鉛直方向 振動波形を推定した。 本発明に示す逐次分解算出法、 フーリエ変換 法、デ.コンボリュージョ ン法により得られた波形を図 7 — 1、 図 7 — 2、 図 7 — 3に示す。 次に、 推定された波形 （図 7 — 1、 図 7 — 2、 図 7 — 3 ) を用い て、 線形重ね合わせの原理に基づき、 次発破 （ 5段発発破） の鉛直 方向振動波形を種々の起爆時間間隔について予測したところ、 9 0 m sの起爆秒時間隔において A地点での鉛直方向振動の最大変位速 度振幅が最小となるとの結論が得られた。 逐次分解算出法、 フーリ ェ変換法、デ ·コンボリ ユージョ ン法からの 9 0 m s 5段発発破の鉛 直方向振動予測結果を図 8 — 1、 図 8 — 2、 図 8 — 3に示す。
この結果に基づき、 起爆時間を 1 0 m s、 1 0 0 m s , 1 9 0 m s、 2 8 0 m s、 3 7 0 m s (起爆時間間隔 9 0 m s ) に設定した 電気的遅延電気雷管 5本に、 含水爆薬 1 0 0 gを装着したものを水 中に設置、 起爆し、 A地点で地盤振動を測定した。 得られた波形の 内、 鉛直方向振動波形を図 9に示す。
まず、 単発発破により得られた図 2 と、 段発発破から本発明の逐 次分解算出法、 フ一リェ変換法、デ ·コンボリ ュージョ ン法により予 測された単発波形である図 7 — 1、 図 7 — 2、 図 7 _ 3を比較する。 両手法を適用する段発発破のデータは 5段発となつたが、 結果は 2 段発に適用した場合と遜色なく非常に類似しており、 安定して逐次 分解算出法、 フ一 リェ変換法、デ'コ ンボリ ュ一ジョ ン法が有効な単 発波形予測手法であることがわかる。 ちなみに、 図 2 と図 7 — 1、 図 7 — 2、 図 7 — 3 との相関係数は 0. 9 2、 0. 9 6、 0. 9 3 であった。
次に、 逐次分解算出法、 フ一リェ変換法、 デ'コンボリ ュージョ ン 法から予測された単発波形を用いて、 起爆時間間隔 9 0 m sで 5段 発発破を実施した場合の、 A地点での鉛直方向振動波形を線形重ね 合わせの原理に従い予測した図 8— 1、 図 8 _ 2、 図 8 — 3 と、 実 際に起爆時間間隔 9 0 m sで 5段発発破を実施して、 A地点で得ら れた鉛直方向振動波形である図 9を比較すると、 これも非常に良く 一致しているのがわかる。 ちなみに図 8 — 1、 図 8 — 2、 図 8 — 3 と図 9の相関係数は 0. 8 6、 0. 9 0、 0. 8 9であった。
[産業上の利用分野]
本発明の発破工法は、 発破の際に発生する振動及び音を軽減する のに有用である。

Claims

請求の範囲 特定の場所で段発発破を行い、その際に発生する振動或いは音 の時系列データと該発破の段発起爆時系列を用い、 該場所での 単発発破の振動或いは音の時系列データを予測し、 前記により 得られた単発発破の予測データを基に特定の条件を満たす段発 発破振動或いは音の波形となる段発起爆時系列を算出し、 算出 された段発起爆時系列にて、 次の段発発破を実施することを特 徴とする発破工法。
特定の場所で段発発破を行い、 その際に発生する振動或いは音 の時系列データと該発破の段発起爆時系列を各々フーリェ変換 して対応するスぺク トルを得、 これらのスぺク トルを用いて単 発発破の振動或いは音の時系列データに対応するスぺク トルを 予測し、 該スぺク トルをフーリエ逆変換して、 前記特定の場所 における単発発破の振動或いは音の時系列データを予測するこ とを特徴とする請求項 1 に記載の発破工法。
特定の場所で段発発破を行い、 その際に発生する振動或いは音 の時系列データの相互相関関数と、 該発破の段発起爆時系列の 自己相関関数を用いて、 前記特定の場所における単発発破の振 動或いは音の時系列データを予測することを特徴とする請求項 1に記載の発破工法。
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