[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

说明书

一种基于微震信号波形分析的爆破卸压效果评价方法，在工作面上选择进行爆破卸压试验的爆破点，各个拾震器接收震动信号波形，并进行监测与记录，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；再对爆破震动信号波形先预处理、再变换，得到震动信号的最大瞬时能量；然后建立震动信号的最大瞬时能量，及对应的装药量、拾震器与爆破点的距离参数之间的关系，利用统计方法对上述参数分析，构建爆破震动效应的评估指数，进行定量评价爆破卸压效果：本基于微震信号波形分析的爆破卸压效果评价方法，实现对爆破卸压效果的评价，使得评价更加客观、可靠准确，避免传统以震源能量作为评价参量的评价方法存在误差较大的情况。

技术领域

本发明涉及煤岩动力灾害防治技术领域，具体涉及一种基于微震信号波形分析的爆破卸压效果评价方法。

背景技术

近年来，煤矿冲击矿压动力灾害发生的频次和强度逐渐加大，冲击矿压动力灾害防治手段越来越丰富，其中爆破卸压技术作为一种有效的预防和解危措施被广泛应用于冲击矿压矿井。

爆破卸压将产生爆破诱发的震动，这种震动可认为是爆源处的动态扰动引起的煤岩体介质响应结果，爆破对煤岩体的动态扰动程度不仅与爆破参数(如炸药性质、装药量、不耦合系数等参数)有关，还与岩石物理力学性质、顶板岩体中节理和裂隙分布、地应力水平、震动传播距离等因素有关。

在实际应用过程中爆破卸压技术存在只“爆”不“评”的问题，即只执行爆破卸压措施，而忽略爆破卸压后的效果评价，对于爆破卸压后是否真正起到卸压效果，能否满足冲击矿压动力灾害的预防和解危要求，目前缺少快速和有效的方法。

发明内容

本发明提供一种基于微震信号波形分析的爆破卸压效果评价方法，实现对爆破卸压效果的评价，使得评价更加客观、可靠准确，避免传统以震源能量作为评价参量的评价方法因参量计算是在震动信号波形的基础上构建震动传播理论模型估算得到的而与实际能量之间存在误差的情况。

为实现上述目的，本一种基于微震信号波形分析的爆破卸压效果评价方法，具体包括以下步骤：

S1，在工作面上选择进行爆破卸压试验的爆破点，并基于巷道靠近工作面的爆破卸压区域上安装若干微震拾震器，各个拾震器接收爆破点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；

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，得到震动信号的最大瞬时能量；

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

首先计算最大瞬时能量对数值，计算公式如下：

Y＝ln(IE_max)

其中，IE_max表示最大瞬时能量；

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对数值；为所有震动信号最大瞬时能量对数值的平均值；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；