(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210882101.0 (22)申请日 2022.07.26 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115114833 A (43)申请公布日 2022.09.27 (73)专利权人 武九铁路客 运专线湖北有限责任 公司 地址 430200 湖北省武汉市江夏区文化大 道特1号 专利权人 中铁四局集团有限公司 　 安徽中铁 工程技术服务有限责任 公司　 中国科学院武汉岩土力学研究所 　 中铁十一局集团有限公司 　 中铁西南科 学研究院有限公司 (72)发明人 高军　杜修力　杨琪　另本春　 薛惠玲　王峰　高宇馨　王伟　 刘凯文　冯怀平　周斌　温晓凯　 (74)专利代理 机构 北京华沛德权律师事务所 11302 专利代理师 房德权(51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 107843158 A,2018.0 3.27 CN 114646244 A,2022.06.21 CN 111426243 A,2020.07.17 CN 110671980 A,2020.01.10 CN 111241679 A,2020.0 6.05 CN 113252158 A,2021.08.13 US 202025 0355 A1,2020.08.0 6 张洋等.基 于最佳减 震原则的新建隧道对既 有隧道微差间 隔研究. 《铁道标准设计》 .2017, (第08期),第90 -95页. (续) 审查员 王爱翠 (54)发明名称 一种隧道掘进爆破合理微差时间控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种隧道掘进爆破合理微差 时间控制方法， 包括步骤一、 采集隧道掘进工作 面岩石的物理力学参数， 以建立微差爆破模型， 并设计药量、 孔数、 孔间微差和排间微差四个不 同维度爆 破参数； 步骤二、 基于微差爆 破模型， 利 用爆破参数仿真模拟药包在隧道内的爆破过程， 得到爆破振动曲线； 步骤三、 获取隧道单孔爆破 振动波形图， 利用振动波合成理论， 求解振动合 成曲线； 步骤四、 比较振动合成曲线和所述爆破 振动曲线， 得到爆破参数之间的耦合关系； 步骤 五、 确定药量和孔数的最优组， 基于爆破参数之 间的耦合关系， 确定最优微差， 进而关联微差爆破控制策略进行控制， 应用于隧道挖掘工程， 能 够降低掏槽爆破的振动强度， 实现微差爆破控制 精准化和智能化。 [转续页] 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115114833 B 2022.12.02 CN 115114833 B (56)对比文件 楼晓明等.隧道爆破 振动速度研究. 《有色金 属(矿山部分)》 .20 07,(第03期),第31- 34页. Jun Ma等.Numerical Simulati on on Selection of Optimal Delay Time for Precise Delay Blasti ng. 《Hindawi Shock and Vibration》 .2021, 龚敏等.掏槽药量与起爆时差的关系对隧道 爆破合成振速的影响. 《应用基础与工程科 学学 报》 .2016,(第0 6期),第1 110-1124页.2/2 页 2[接上页] CN 115114833 B1.一种隧道掘进爆破合理微差时间控制方法， 其特 征在于， 包括： 步骤一、 采集隧道掘进工作面岩石的物理力学参数， 以建立微差爆破模型， 并设计药 量、 孔数、 孔间微差和排间微差四个不同维度爆破参数； 步骤二、 基于所述微差爆破模型， 利用所述爆破参数仿真模拟药包在隧道内的爆破过 程， 得到爆破 振动曲线； 步骤三、 获取隧道单孔爆破 振动波形图， 利用振动波合成理论， 求 解振动合成曲线； 步骤四、 比较所述振动合成曲线和所述爆破振动曲线， 得到所述爆破参数之间的耦合 关系； 对所述振动合成曲线和所述爆破 振动曲线 进行模态分解； 对分解后的振动信号进行信息增益计算， 以所述信息增益作为耦合系数， 得到耦合关 系矩阵； 步骤五、 根据步骤二中的爆破振动曲线， 以安全振速作为约束条件， 筛选出合理爆破参 数集， 结合隧道掘进工作面大小， 确定药量和孔数的最优组； 调取单孔药量和孔数的最优组对应的振动合成 曲线， 并利用所述耦合关系矩阵进行重 构， 得到爆破拟合曲线； 根据半个主振波形周期效应相减的干扰降震理论， 分析不同孔间微差和排间微差组合 下爆破振动衰减规 律， 确定最优微差， 并根据最优微差确定微差爆破 控制策略。 2.如权利要求1所述的隧道掘进爆破合理微差时间控制方法， 其特征在于， 所述物理力 学参数包括： 岩石密度、 单轴压缩、 泊松比和弹性模量。 3.如权利要求2所述的隧道掘进爆破合理微差时间控制方法， 其特征在于， 所述建立微 差爆破模型， 包括： 利用ANSYS软件构建炸药、 岩石以及空气组成材 料模型； 炸药模型尺寸 为8cm  ×12cm  ×1000 cm， 岩石模型尺寸 为5m  ×10 m  ×15m； 所述炸药模型相接面采用对称面约束条件， 侧面采用无反射 边界条件作为约束条件； 顶部根据地 面建筑物 垂直应力设置约束条件。 4.如权利要求3所述的隧道掘进爆破合理微差时间控制方法， 其特征在于， 所述药量、 孔数、 孔间微差和排间微差四个不同维度爆破参数， 采用响应面分析法得到所述四个维度 爆破参数的组合。 5.如权利要求4所述的隧道掘进爆破合理微差时间控制方法， 其特征在于， 所述步骤二 包括： 采用拉格朗日法描述岩石及空气， 任意拉格朗日欧拉方法描述炸药运动； 采用无粘性可压缩流体运动方程 来描述爆炸流场； 获取所述微差爆破模型上的多个观测点的振速， 并进行数值模拟计算， 得到爆破振动 曲线。 6.如权利要求5所述的隧道掘进爆破合理微差时间控制方法， 其特征在于， 所述步骤三 包括： 单孔爆破 振动波形图拟合得到波形函数为： ；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115114833 B 3