地下转露天矿山采空区围岩危险区域识别方法研究

发布时间：2020-05-29 09:48

【摘要】：地下转露天开采矿山,原有开采空区是矿山生产最大的安全隐患。采空区围岩危险区域识别是保障矿山安全、高效生产的关键。基于此研究背景,本文主要工作为以下四部分:(1)采空区围岩微震数据降噪研究。获取原始数据并降噪,对空区围岩传感器收集到的微震信号分类,辨识6类影响识别危险区域的干扰信号,用同步挤压小波变换将其转换为时-频图,对其不同频段进行小波基组合降噪。选择合适的Yoon-V自适应阈值参数,增加降噪的灵活性。在综合比较Yoon-V自适应阈值降噪与传统软、硬阈值降噪效果的基础上,采用T值法对降噪效果进行评价。(2)采空区围岩微震事件定位研究。利用降噪后数据对采空区围岩事件定位。现场数据提取波速和震源点到传感器的走时。用线性定位法和线性-(盖革)Geiger定位法对现场数据进行定位。结合传感器D值优化布置和X、Y、Z三方位对震源误差进行对比,得出定位误差分布情况。对定位效果做出评价,验证线性-(盖革)Geiger方法优于线性定位法,使其具有一定的有效性和精度。(3)采空区围岩危险区域标识研究。对历史事件中的3次垮落前30分钟的微震数据及平时微震数据统计其频域能量比值后,对比发现在垮落前频率范围622.25Hz～1080.75Hz内的能量比值达到70%,临界值为0.76754。用插值法将危险区域标识出。(4)工程实例。对现场X区横线5～19、纵线XVII～XJ范围内的空区微震监测数据降噪、定位优化、危险区域标识,最终得出X区在2017年6月12日至6月20日期间危险区域分布,并结合微震事件发生率和现场观察进一步验证危险区域识别的效果。在分频降噪处理中,发现特定波形对应的小波基组合和参数不同,自适应阈值明显优于软、硬阈值,这些结论对小波降噪的研究具有一定价值。在定位方法的研究中,线性-盖革(Geiger)定位明显优于线性定位,也对工程实际提供理论支撑。对于X区危险区域划分,当频率范围622.25Hz～1080.75Hz内的能量比值趋于0.0303～0.76754之间,则属于危险级别中等的情况,比值低于0.0303,则属于危险级别低的情况。通过对本课题的研究得出,将线性定位和盖革(Geiger)定位相结合很好的解决了初始值选取的问题。通过频域能量比值划分而找到危险区域的方法具有一定效果。
【图文】：

路线图,路线

进奏术路线l参

波形,微震事件,波时,角形

Ｔｉｍｅ邋（ｍｓ）逡逑（ｄ）同步挤an／Ｊ、波时－频变换逡逑图２．１波形和三种时－频变换逡逑２．１．２小波阈值降噪原理逡逑小波降噪是在观测信号ｓ（ｔ）中分析公式１的信号／＂⑴（降低指数／ｃ）时，引入一种逡逑最小化平均平方误差的方法：逡逑＼＼ｆ￣ｆ＼＼邋￣邋ｉｖＸｔ＿0逦（２＿７）逡逑其中ｆ邋ｆ为预估计信爷％邋ｗ为小波变换，则公式１中噪声信号的小波变换为：逡逑Ｗｓ邋＝邋Ｗｆ＋ＷＥ逦（２－８）逡逑其中，TN为观测倩号的小波系数，％为微震倚号的小波系数，％为噪声信号逡逑的小波系数ｓ邋￥７７ｉｒｄ（ＶＫｓ）为小波阈值函数，下面是小波阈值降噪的表达式：逡逑１１逡逑
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD325.3

【参考文献】