電子雷管降震機理土木與資源工程學院張小軍

2017年3月6日北京科技大學土資學院電子雷管降振機理（1）隧道埋深淺，鉆爆開挖時，爆破振動引起上方軟弱地層的坍塌會危及施工安全；（2）兩條線隧道間距較小，先行開挖隧道支護易受后開挖隧道爆破振動影響甚至破壞；（3）地鐵隧道從城區下方穿過，鉆爆施工易對地面及地中建（構）筑物產生振動影響；（4）工期緊，降振與開挖進度矛盾突出，安全條件下快速開挖方法，鉆爆是關鍵。城區隧道爆破特點北京科技大學土資學院2023/11/62電子雷管降振機理分散裝藥預裂爆破

減小斷面減小進尺靜態破碎微差爆破常用減震技術核心問題：減小振動北京科技大學土資學院2023/11/63電子雷管降振機理

微差爆破已成為實施爆破控制最有效的方法之一。微差爆破也叫微差控制爆破，是指在爆破施工中采用一種特制的毫秒延期雷管，以毫秒級時差順序起爆各個（組）藥包的爆破技術。微差爆破數碼電子雷管毫秒延期導爆管雷管毫秒延期電雷管北京科技大學土資學院2023/11/64電子雷管降振機理產生的爆炸應力波互相干擾先起爆炸藥在煤體中激起壓縮波從自由面反射成拉伸波后，再引爆以后炸藥，不僅能消除同時爆炸形成的無應力區或應力降低區，而且能增大該區內的拉應力。微差爆破作用原理北京科技大學土資學院產生輔助自由面先起爆炸藥在煤體中已造成一定的破壞，形成了一定寬的裂隙和附加自由面，為后起爆炸藥提供了有利爆破條件。2023/11/65電子雷管降振機理微差爆破作用原理北京科技大學土資學院剩余應力的相互作用由于相鄰兩炸藥間隔時間極短，先起爆的炸藥在煤體中產生的應力波尚未消失，后起爆的炸藥就爆炸，這樣被爆煤體就會受到雙向應力的作用。震動波削弱采用毫秒爆破時，如果時差選擇合理，爆破產生的震動波會相互干擾而削弱，從而降低了對地面的震動作用。2023/11/66電子雷管降振機理常規微差爆破存在問題段別少，不能滿足設計，尤其大段面隧道的爆破設計。延期時間不準確，發生跳段現象，實際延期時間難以控制，減震效果差。生產、運輸、使用過程中不安全，時有發生安全事故。北京科技大學土資學院2023/11/67電子雷管降振機理

電子雷管是一種可以任意設定并準確實現延期發火時間的新型電雷管，其本質在于用一個微型集成電路塊取代普通電雷管中的化學延時與電點火元件。它不僅控制延時精度，而且控制了通往雷管引火頭的電源，從而最大限度地減少了因引火頭能量需求所引起的誤差。電子雷管北京科技大學土資學院2023/11/68電子雷管降振機理波的干涉由兩個頻率相同、振動方向相同、周期相同或周期相差恒定的兩個波在空間任何一點相遇時，該點的兩個分振動也將有恒定周相差，但是對于空間不同的點，這一周相差是逐點不同的，因而在空間某處，振動始終加強，而在另一些點處振動始終減弱或完全抵消。這種現象稱為波的干涉現象。電子雷管減震機理北京科技大學土資學院2023/11/69電子雷管降振機理

如果兩波的波峰或兩波的波谷同時到達某一點，那么這個地方的振動就等于兩個波單獨作用時所引起的振動之和。

如果一個波的波峰和另外一個波的波谷相遇，那么這個地方的振動就等于每個波單獨作用時所引起的振動之差。電子雷管減震機理北京科技大學土資學院2023/11/610電子雷管降振機理圖中：A、B為相鄰的兩個炮孔，C為振動測點；A、B到C點的距離近似相等，為X。電子雷管減震機理ABCX北京科技大學土資學院2023/11/611電子雷管降振機理波動方程y=AsinwtA是振幅，w是圓頻率，y是A點處質點在時刻t離開其平衡位置的位移。電子雷管減震機理tyA北京科技大學土資學院2023/11/612電子雷管降振機理距A點X處C點的振動方程由于振動是從A點到C點的，所以C點處質點的振動落后于A點所需要的時間X/c，所以C點在時刻t的位移等于A點處質點在時刻（t-X/c)的位移。

yac=Asinw(t-X/c)

因為w=2π/T=2πfcT=λyac=Asinw(t-X/c)=Asin2π(t/T-X/λ)=Asin2π/λ(ct-X)電子雷管減震機理北京科技大學土資學院2023/11/613電子雷管降振機理B點振動方程B點延時?t開始振動y=Asinw（t-?t）電子雷管減震機理tyB北京科技大學土資學院2023/11/614電子雷管降振機理距B點X處C點的振動方程由于振動是從B點到C點的，所以C點處質點的振動落后于B點,所需要的時間X/c，所以C點在時刻t的位移等于B點質點在時刻（t-X/c)的位移。

yac=Asinw(t-?t-X/c)

因為w=2π/T=2πfcT=λybc=Asin2π/λ[c(t-?t)-X)]電子雷管減震機理北京科技大學土資學院2023/11/615電子雷管降振機理電子雷管減震機理

ABCXyac=Asin2π/λ(ct-X)ybc=Asin2π/λ[c(t-?t)-X)]北京科技大學土資學院2023/11/616電子雷管降振機理合成：

y=Asin2π/λ(ct-X)+Asin2π/λ[c(t-?t)-X)]y=A{cos(2πct/λ-2πX/λ-π/2)+cos(2πct/λ-2πcΔt/λ-2πX/λ-π/2)}電子雷管減震機理yac=Asin2π/λ(ct-X)ybc=Asin2π/λ[c(t-?t)-X)]北京科技大學土資學院sina=cos(a-π/2)2023/11/617電子雷管降振機理y=A{cos(2πct/λ-2πX/λ-π/2)+cos(2πct/λ-2πcΔt/λ-2πX/λ-π/2)}根據振動的合成公式

y=Acos(2πct/λ+ψ)式中電子雷管減震機理北京科技大學土資學院2023/11/618電子雷管降振機理兩相干波在空間任一點所引起的兩個振動的位相差為：

k=0、1、2、.....合振幅最大

k=0、1、2、.....合振幅最小電子雷管減震機理北京科技大學土資學院2023/11/619電子雷管降振機理電子雷管減震機理北京科技大學土資學院合成振動位移公式：對時間t求導,即質點合成振動速度：2023/11/620電子雷管降振機理電子雷管減震機理北京科技大學土資學院k=0、1、2、.....合振速最小k=0、1、2、.....合振速最大2023/11/621電子雷管降振機理思考：ABCX1X2如果A、B炮孔的裝藥量不等，A、B炮孔距離C點的距離不等，從A、B到C的