[發明專利]一種基于聯合字典的煤層巷道錨桿振動噪聲壓制方法

有效

• 申請號: 201811511624.4
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109765608B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 王云宏;燕斌;王保利;陳建友;王曉凱;陳文超;金丹
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團西安研究院有限公司
• 主分類號: G01V1/24
• 分類號: G01V1/24;G01V1/30;G06K9/62
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 李振文

本發明公開一種基于聯合字典的煤層巷道錨桿振動噪聲壓制方法：采集原始的地震記錄信號，對地震記錄信號實施步驟01?步驟03：步驟01：根據地震記錄信號的稀疏特征，確定分別稀疏表示地震記錄信號中有效信號與錨桿振動噪聲的兩種字典；步驟02：自動計算地震記錄信號的單道數據的振幅譜峰度，并得到使用分塊坐標松弛算法進行信噪分離的迭代參數；步驟03：使用分塊坐標松弛算法對地震記錄信號進行單道處理，實現信噪分離，得到壓制噪聲后的數據。本發明解決了煤層巷道使用槽波勘探技術采集記錄地震數據中錨桿振動噪聲的干擾問題，達到了徹底地壓制錨桿振動噪聲。此外，本發明方法可以進行單炮處理，可以并行處理，滿足工業計算需求。

技術領域

本發明涉及一種系統及方法，屬于領域，具體是涉及一種系統及方法。

背景技術

巷道支護的目的是在巷道開挖后打破了圍巖的原巖應力平衡狀態的情況下，通過支護建立起一種新的平衡，在一定時間內維持圍巖的相對穩定，以保護足夠的安全作業空間。錨桿支護以其主動支護、充分利用圍巖自承能力等特點越來越引起支護界的重視。

檢波器接到錨桿，采集地震信號。但是錨桿受到振動，導致檢波器產生共振，因此在采集記錄數據中受到強烈的耦合噪聲干擾，降低了地震數據的信噪比，影響數據的后續分析處理。

因此，實有必要提出一種有效壓制煤層巷道采集資料中錨桿振動噪聲的方法，其對于槽波勘探的進一步發展應用具有十分重要的意義。

發明內容

以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認出所有方面的關鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細的描述之序。

本發明主要的目的是解決現有技術中因錨桿受到振動導致的耦合噪聲干擾問題，提供了一種基于時頻域稀疏優化的錨桿振動噪聲壓制方法及系統，以解決上述技術問題。本發明根據煤層巷道中錨桿振動噪聲產生原理以及有效信號與耦合噪聲時頻特征的差異性，選取連續小波變換稀疏表示有效信號，選取局部離散余弦變換稀疏表示錨桿振動噪聲，并將這兩類波形形態字典構造成超完備字典，利用稀疏迭代算法進行求解。

為解決上述問題，本發明的方案是：

一種基于時頻域稀疏優化的錨桿振動噪聲壓制方法，其特征在于，采集原始的地震記錄信號，對地震記錄信號實施步驟01-步驟03：

步驟01：根據地震記錄信號的稀疏特征，確定分別稀疏表示地震記錄信號中有效信號與錨桿振動噪聲的兩種字典；

步驟02：自動計算地震記錄信號的單道數據的振幅譜峰度，并得到使用分塊坐標松弛算法進行信噪分離的迭代參數；

步驟03：使用分塊坐標松弛算法對地震記錄信號進行單道處理，實現信噪分離，得到壓制噪聲后的數據。

進一步的，步驟01，包括：

采用形態成分分析將含有兩種具有不同形態特征：有效信號與錨桿振動噪聲的成分分離開來，表示為：

式中：表示待分析信號；表示信號中的兩種成分，具有不同的形態特征；假設和能夠分別由字典A₁和A₂有效的稀疏表示，但是用A₂稀疏表示和用A₁稀疏表示時稀疏性差；

選擇連續小波變換作為稀疏表示有效信號的字典，其中連續小波變換為：

式中，WT_x(a,τ)為待分析信號的連續小波變換系數，a表示尺度因子，x(t)表示待分析信號，ψ(t)表示Morlet母小波，t為時間，τ為平移量，*表示共軛；