基于压缩感知的煤岩体破裂声发射信号提取方法研究

发布时间：2021-09-25 12:11

　　煤岩在受作用力的情况下发生变形或断裂现象时,通过监测、分析释放能量的声发射信号变化情况,可推断煤岩体破坏程度,预测突出源位置,实现对煤岩动力灾害的预警,因此,声发射检测技术成为防治煤岩体动力灾害发生的研究手段。然而实际矿下作业环境嘈杂,导致监测到的灾害预警声发射信号中含有大量的噪声信号,降低预测煤岩体动力灾害发生的准确度。为此在强背景噪声下,本文对有效煤岩体声发射信号的提取方法展开研究。针对煤岩体声发射信号具有随机非平稳、易受噪声信号干扰的特点,在小波变换降噪的基础上,提出一种基于压缩感知理论的煤岩声发射信号降噪方法,利用有用信号和噪声信号的稀疏性对声发射信号进行降噪处理。该方法避免了小波变换滤波中选取阈值、小波基函数、分解层数对降噪效果的影响,有效地抑制了噪声信号的干扰,提高降噪精度。考虑煤岩破裂过程中产生声发射信号多样性,本文通过三种典型盲源分离算法对有效信号进行盲源分离研究。对比分析分离效果评价指标,发现经Fast ICA算法分离后的信号PI值相对较小,相似系数越接近于1,其分离效果最佳,适用于监测有效煤岩破裂声发射信号的准确提取。探究Fast ICA分离算法对含噪混叠信号分离效... 

【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

010-2017年煤矿事故数据统计直方图

刑崛。??后对有用信号进行特征提取，将此作为矿井生产环境安全的判定依据[8]。针对具有随机非平稳、易受噪声信号干扰的特点的煤岩声发射信号，选择合适的信号处理技术对提高煤岩动力灾害发生的预测准确度尤为重要。下面对常见声发射信号分析法[9]及研究现状进行介绍：(1)参数分析法参数分析法是一种通过分析煤岩破裂过程中信号各特征参数，反映煤岩内部损伤情况的信号分析方法。参数分析法是煤岩声发射检测的重要手段之一，在其探究初期得到了广泛的应用[10]。特征参数的获取通常需要硬件来完成，常见的声发射特征参数如图1.2所示。图1.2声发射信号的特征参数Figure1.2Characteristicparameterofacousticemissionsignal采用声发射信号反演煤岩体内部结构的变化，需选取适当的声发射参数对声发射信号进行特性分析，各参数相应包含了声发射信号的某种特殊特征信息，往往参数选取不同，最终的评价结果截然不同，常见的声发射信号的特征参数表1.1所示。近年来，利用参数分析法对声发射检测技术的不断探索，现已取得了显著成果。T.Sasikumar[11]通过声发射峰值幅度和能量参数对复合材料拉伸破坏的声发射特性进行了分析。曾寅[12]等人在岩石蠕变损伤演化过程中将振铃计数与累积能量相融合，从而达到对蠕变应变趋势的预测。为提高信号分析效果，可结合多个特征参数对声发射源特征进行多方面分析描述，张艳博[13]等人选取多种声发射的特征参数对岩爆声发射信号进行聚类分析，

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本文编号：3409713