基于电磁辐射的煤岩破裂前兆特征识别的研究
煤矿冲击地压属于矿山动力现象，是矿山压力的一种特殊显现形式，是指在高地应力作用条件下，煤井巷道或回采工作面的煤岩体由于变形形成弹性能的瞬时释放而产生破坏的矿井动力现象。煤矿顶板塌陷事故的突出，是煤矿重大灾害之一，是产生冒顶并发生工伤与死亡事故、大量巷道破坏及财产损失的重要因素之一，其显现往往是突然发生、瞬时结束。尤其是随着煤矿开采深度的增加，煤岩的受力情况更加复杂，应力集中程度加大，集中区域内赋存的弹性势能增大，使这类灾害事故又呈上升趋势并日益严重，有很大的危害性。 冲击地压的发生机理以及预测预报和防治技术一直是国内外地质界和采矿界研究的重点课题之一。随着煤炭开采强度的增加和开采规模的扩大，矿井冲击地压等问题将更加严重，煤层顶板稳定性预测是防治顶板事故的关键技术措施。 因此，探寻精确、实时、简便、有效的监测预防手段，对煤岩动力灾害发生、发展的机理进行研究是非常必要的。 本文主要对岩石破裂所产生的电磁辐射现象进行观测和信号分析，探究电磁辐射的产生机理。在煤岩电磁辐射信号降噪处理上应用了自适应非线性滤波的方法，在一定程度上使电磁辐射的信噪比得到了提升。进一步对煤岩破裂的前兆信息进行了解析。建立一个基于支持向量机对前兆信息进行识别的模型，并用实例对模型进行验证。第一章详细阐述电磁辐射研究的当前现状，对本文要研究的目的和内容进行详细表述。第二章基于电磁辐射现象的产生机理，采用基于总体经验模式分解和改进的小波阈值算法相结合的算法，模拟具有噪声的信号对该算法的降噪效果进行检验。第三章针对煤岩体变形破裂的机制，对电磁辐射信号产生机制和信号特征进行归纳。第四章基于两种电磁辐射信号分析的方法，研究了电磁辐射特征参数及信号特征，并进行分析。第五章根据统计理论分析，运用MATLAB进行仿真，验证了采用支持向量机（SVM）方法的前兆信息识别模型的优势，其中模型参数的选取是根据粒子群优化法来确定的。
煤岩破裂;冲击地压;前兆特征;电磁辐射;识别模型
华北理工大学
硕士
控制科学与工程
刘晓悦
2018
中文
TD324
59
2018-12-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）