[發(fā)明專利]一種基于微震信號波形分析的爆破卸壓效果評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110761750.0
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113339072B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 闞吉亮;竇林名;李許偉;周坤友;白金正;曹晉榮;柴彥江;盧安良;馬小濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F17/00
• 代理公司: 北京淮海知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32205
• 代理人: 華德明

一種基于微震信號波形分析的爆破卸壓效果評價方法，在工作面上選擇進(jìn)行爆破卸壓試驗(yàn)的爆破點(diǎn)，各個拾震器接收震動信號波形，并進(jìn)行監(jiān)測與記錄，統(tǒng)計所有震動信號波形所對應(yīng)爆破試驗(yàn)的裝藥量、拾震器與爆破點(diǎn)的距離；再對爆破震動信號波形先預(yù)處理、再變換，得到震動信號的最大瞬時能量；然后建立震動信號的最大瞬時能量，及對應(yīng)的裝藥量、拾震器與爆破點(diǎn)的距離參數(shù)之間的關(guān)系，利用統(tǒng)計方法對上述參數(shù)分析，構(gòu)建爆破震動效應(yīng)的評估指數(shù)，進(jìn)行定量評價爆破卸壓效果：本基于微震信號波形分析的爆破卸壓效果評價方法，實(shí)現(xiàn)對爆破卸壓效果的評價，使得評價更加客觀、可靠準(zhǔn)確，避免傳統(tǒng)以震源能量作為評價參量的評價方法存在誤差較大的情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤巖動力災(zāi)害防治技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于微震信號波形分析的爆破卸壓效果評價方法。

背景技術(shù)

近年來，煤礦沖擊礦壓動力災(zāi)害發(fā)生的頻次和強(qiáng)度逐漸加大，沖擊礦壓動力災(zāi)害防治手段越來越豐富，其中爆破卸壓技術(shù)作為一種有效的預(yù)防和解危措施被廣泛應(yīng)用于沖擊礦壓礦井。

爆破卸壓將產(chǎn)生爆破誘發(fā)的震動，這種震動可認(rèn)為是爆源處的動態(tài)擾動引起的煤巖體介質(zhì)響應(yīng)結(jié)果，爆破對煤巖體的動態(tài)擾動程度不僅與爆破參數(shù)(如炸藥性質(zhì)、裝藥量、不耦合系數(shù)等參數(shù))有關(guān)，還與巖石物理力學(xué)性質(zhì)、頂板巖體中節(jié)理和裂隙分布、地應(yīng)力水平、震動傳播距離等因素有關(guān)。

在實(shí)際應(yīng)用過程中爆破卸壓技術(shù)存在只“爆”不“評”的問題，即只執(zhí)行爆破卸壓措施，而忽略爆破卸壓后的效果評價，對于爆破卸壓后是否真正起到卸壓效果，能否滿足沖擊礦壓動力災(zāi)害的預(yù)防和解危要求，目前缺少快速和有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于微震信號波形分析的爆破卸壓效果評價方法，實(shí)現(xiàn)對爆破卸壓效果的評價，使得評價更加客觀、可靠準(zhǔn)確，避免傳統(tǒng)以震源能量作為評價參量的評價方法因參量計算是在震動信號波形的基礎(chǔ)上構(gòu)建震動傳播理論模型估算得到的而與實(shí)際能量之間存在誤差的情況。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本一種基于微震信號波形分析的爆破卸壓效果評價方法，具體包括以下步驟：

S1，在工作面上選擇進(jìn)行爆破卸壓試驗(yàn)的爆破點(diǎn)，并基于巷道靠近工作面的爆破卸壓區(qū)域上安裝若干微震拾震器，各個拾震器接收爆破點(diǎn)發(fā)出的震動信號波形，并通過微震監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測與記錄，統(tǒng)計所有震動信號波形所對應(yīng)爆破試驗(yàn)的裝藥量、拾震器與爆破點(diǎn)的距離；

S2，對爆破震動信號波形先預(yù)處理、再變換，然后計算爆破震動信號的瞬時能量譜，得到震動信號的最大瞬時能量；

S3，建立震動信號的最大瞬時能量，及對應(yīng)的裝藥量、拾震器與爆破點(diǎn)的距離參數(shù)之間的關(guān)系；

首先計算最大瞬時能量對數(shù)值，計算公式如下：

Y＝ln(IE_max)

其中，IE_max表示最大瞬時能量；

再計算爆破時裝藥量與距離的比例系數(shù)X，計算公式如下：

其中：S為拾震器與爆破點(diǎn)的距離，Q為裝藥量；

然后統(tǒng)計比例系數(shù)X與最大瞬時能量對數(shù)值Y之間的關(guān)系，并進(jìn)行線性擬合，得到XY線性擬合公式，計算公式如下：

Y＝AX+B

S4，計算數(shù)據(jù)最大瞬時能量取對數(shù)值Y的標(biāo)準(zhǔn)方差σ

式中：Y_i為各個震動信號的最大瞬時能量對數(shù)值；為所有震動信號最大瞬時能量對數(shù)值的平均值；n為震動信號的個數(shù)；

S5，基于XY線性擬合公式和Y標(biāo)準(zhǔn)方差σ分別構(gòu)建N個線性函數(shù)；