[发明专利]一种基于微震信号波形分析的爆破卸压效果评价方法

权利要求书

1.一种基于微震信号波形分析的爆破卸压效果评价方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1，在工作面(2)上选择进行爆破卸压试验的爆破点(5)，并基于巷道(3)靠近工作面(2)的爆破卸压区域上安装若干微震拾震器(4)，各个拾震器(4)接收爆破点(5)发出的震动信号波形，并通过微震监测系统进行监测与记录，统计所有震动信号波形所对应爆破试验的装药量、拾震器与爆破点的距离(6)；

S2，对爆破震动信号波形先预处理、再变换，然后计算爆破震动信号的瞬时能量谱(10)，得到震动信号的最大瞬时能量(11)；

S3，建立震动信号的最大瞬时能量(11)，及对应的装药量、拾震器与爆破点的距离(6)参数之间的关系；

首先计算最大瞬时能量(11)对数值，计算公式如下：

Y＝ln(IE_max)

其中，IE_max表示最大瞬时能量(11)；

再计算爆破时装药量与距离的比例系数X，计算公式如下：

其中：S为拾震器与爆破点的距离，Q为装药量；

然后统计比例系数X与最大瞬时能量(11)对数值Y之间的关系，并进行线性拟合，得到XY线性拟合公式，计算公式如下：

Y＝AX+B

S4，计算数据最大瞬时能量(11)取对数值Y的标准方差σ

式中：Y_i为各个震动信号的最大瞬时能量(11)对数值；为所有震动信号最大瞬时能量(11)对数值的平均值；n为震动信号的个数；

S5，基于XY线性拟合公式和Y标准方差σ分别构建N个线性函数；

N个线性函数图形直线之间每相邻的两条直线间划为一个子区域，共为N-1个区域；

计算每个子区域内所有数据点Y与X的比值平均值的计算公式为：

其中，Y_i'为子区域内每个数据点的最大瞬时能量(11)对数值，X_i'为子区域内每个数据点装药量与距离的比例系数，n'为每个子区域内数据点的个数；

N-1个区域内相应的平均值由小到大依次为

S6，确定作为标准值，建立爆破震动效应的评估指数VE，进行定量评价爆破卸压效果：

至依次与进行比值，并且相邻比值之间形成的区间对VE进行评价；

当VE位于的区间越小时，表明爆破卸压效果越差；

当VE位于的区间越大时，表明爆破卸压效果越好。

2.根据权利要求1所述的一种基于微震信号波形分析的爆破卸压效果评价方法，其特征在于，步骤S1中爆破卸压区域500m范围内拾震器(4)接收到的震动信号波形的数量不小于150个。

3.根据权利要求2所述的一种基于微震信号波形分析的爆破卸压效果评价方法，其特征在于，步骤S2中对爆破震动信号波形包括主震前干扰信号段(7)、震动信号主震段(8)以及主震后干扰信号段(9)，在对爆破震动信号波形进行预处理时，截取震动信号主震段(8)，删除主震前干扰信号段(7)和主震后干扰信号段(9)。

4.根据权利要求3所述的一种基于微震信号波形分析的爆破卸压效果评价方法，其特征在于，步骤S2中对爆破震动信号波形进行Hilbert-Huang变换，包括震动信号波形EMD分解和Hilbert变换两步骤。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的一种基于微震信号波形分析的爆破卸压效果评价方法，其特征在于，基于XY线性拟合公式和Y标准方差σ分别构建5个线性函数，其线性函数如下：

Y＝AX+B-δ

Y＝AX+B-0.5δ

Y＝AX+B

Y＝AX+B+0.5δ

Y＝AX+B+δ

4个区域内相应的平均值由小到大依次为

6.根据权利要求5所述的一种基于微震信号波形分析的爆破卸压效果评价方法，其特征在于，当基于XY线性拟合公式和Y标准方差σ分别构建5个线性函数时，爆破震动效应评估指数VE所在区间的评价结果如下：

当VE＜1时，表明爆破卸压无效；

当时，表明爆破卸压效果一般；

当时，表明爆破卸压效果中等；

当时，表明爆破卸压效果良好；

当时，表明爆破卸压效果极好。