岩石破裂信号辨识及自动识别方法研究

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岩石破裂信号蕴含着丰富的岩体破裂信息,在岩爆预测及冲击地压监测中得到了广泛应用。然而,矿井下环境复杂多变,干扰因素众多,将岩石破裂信号从其他微震信号中辨识出来对于灾害预警预报,工程管理有十分重要的意义。目前大多数的岩石破裂信号依靠人工处理,工作量大,且花费时间较多,很容易延误灾害预警信息预报,因此如何快速的自动识别出岩石破裂信号信号,提高岩爆等灾害预警的及时性和准确性是一个亟待解决的难题。
  本文以白鹤滩柱状节理玄武岩地下厂房的微震信号为依托,总结岩石破裂信号、爆破信号、电气信号四种微震信号的差异性及基本特点,确定了四种微震信号特征提取方法及特征参数,分析了四种信号的持续时间、上升时间、P-S波到时差、最大振幅、最大频谱值、主频六种特征参数的分布区间与规律,简单分析了这六个参数作为下文中信号分类识别依据是否适用。
  以爆破信号、岩石破裂信号、锚杆钻机信号、电气信号组成岩石破裂信号识别的样本集,确定输入节点为6,输出层节点数为4,隐含层层数为2的BP神经网路识别模型,并通过优化方法确定了隐含层各层节点数,基于白鹤滩的数据建立了白鹤滩柱状节理玄武岩岩石破裂信号识别模型,形成网络结构的训练数据的四种信号的识别结果完全正确。通过随机选取白鹤滩37个爆破波形、27个岩石破裂波形、20个电气信号波形、24个锚杆钻机波形共108个信号进行预测,得到37个爆破波形、27个岩石破裂波形、20个电气信号波形、24个锚杆钻机波形表明第三章中形成的模型能够符合实际工程要求。通过分析四种信号的误判结果,表明持续时间对四种微震信的分类识别影响十分大,可作为四种信号识别分类的主要依据。为微震监测系统智能化识别信号类型提供方法和途径。
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