爆破掘进煤岩破裂微震信号特征研究

发布时间：2017-07-05 00:12

  本文关键词：爆破掘进煤岩破裂微震信号特征研究

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【摘要】：煤岩动力灾害严重威胁着煤矿的安全生产,目前对于煤岩动力灾害发生的机理尚不统一,但众多学者一致认为煤岩动力灾害的发生是由于煤岩体内部能量的聚集与释放致使煤岩破坏的力学过程。采用地球物理学方法研究煤岩破裂过程是预测煤岩动力灾害的一种新思路。微震监测技术是通过观测、分析煤岩破裂过程中产生的微震信号来监测煤岩稳定性的方法,它具有连续动态监测的特点,在我国已经得到广泛的应用。本文依据在贵州省林华煤矿二采区煤巷掘进时进行的爆破试验,利用从加拿大ESG公司引进的微震监测系统采集试验过程中产生的微震信号,对采集到的微震信号应用频谱分析及小波包变换的方法进行分析,得出炮后落煤信号频率集中在375~500 Hz,顶板岩石破裂时微震信号频率集中在500~625 Hz,煤柱破裂时微震信号频率集中在625~750 Hz,局部通风机风筒处信号频率集中在0~375Hz,施工炮眼孔信号、清煤信号及锚杆孔信号的频率范围是500~875Hz。重点分析了炮后应力调整过程中煤岩破裂产生的微震信号特征,揭示了炮后煤岩应力调整的过程,为预测煤岩动力灾害提供了基础研究。
【关键词】：煤岩动力灾害 微震监测 频谱分析 小波包分解 煤岩破裂
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD76;TD235
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• abstract6-9
• 1 引言9-17
• 1.1 问题提出及选题依据9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 煤岩破裂信号研究现状10-11
• 1.2.2 煤岩动力灾害预测方法研究现状11-12
• 1.2.3 微震监测技术研究现状12-14
• 1.2.4 信号处理方法的发展趋势14-15
• 1.3 主要研究内容及技术路线15-17
• 1.3.1 研究内容15
• 1.3.2 创新点15-16
• 1.3.3 技术路线16-17
• 2 微震监测系统概述及试验过程17-31
• 2.1 微震监测系统概述17-21
• 2.1.1 微震监测基本原理17
• 2.1.2 微震监测系统组成17-21
• 2.2 试验工作面地质概况21-24
• 2.2.1 试验矿井概况21-24
• 2.2.2 试验工作面概况24
• 2.3 微震监测系统布置24-28
• 2.3.1 传感器安装24-26
• 2.3.2 帕拉丁数据采集系统及安装26-27
• 2.3.3 地面主机数据处理系统27
• 2.3.4 微震监测系统连接27-28
• 2.4 微震监测系统完备检验28-29
• 2.5 放炮过程29-30
• 2.6 本章小结30-31
• 3 微震信号分析方法概述31-45
• 3.1 傅立叶变换31-34
• 3.2 小波包变换34-43
• 3.2.1 小波变换原理34-36
• 3.2.2 小波包变换36-37
• 3.2.3 小波包分解和重构37-41
• 3.2.4 小波包频带能量特征提取41-43
• 3.3 本章小结43-45
• 4 试验中微震信号分析45-69
• 4.1 不同工序作用微震信号分类45-49
• 4.1.1 微震信号的产生45-46
• 4.1.2 微震信号分类46-49
• 4.2 微震信号特征分析49-64
• 4.2.1 机械设备工作引起的信号特征分析49-56
• 4.2.2 机械设备工作引起的信号区分56-58
• 4.2.3 爆破作用引起的微震信号特征分析58-64
• 4.3 煤岩破裂微震信号趋势分析64-68
• 4.3.1 煤岩破裂微震信号事件率65-66
• 4.3.2 煤岩破裂微震信号频带能量66-68
• 4.4 本章小结68-69
• 5 结论与展望69-71
• 5.1 结论69-70
• 5.2 展望70-71
• 参考文献71-75
• 作者简历75-77
• 学位论文数据集77

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本文编号：519841