巖體微地震的模式、定位及其失穩(wěn)預(yù)報研究.pdf

1、通過對含有缺陷巖體內(nèi)部受外力后能量變化的分析,從理論上提出了巖體微地震產(chǎn)生的必要條件和充分條件1/2γ(∫vσ<,ij>ε<,i,j>dV-∫<,v>U<,0>dV+∫<,v>TS<,0>dV)≥0,δ∏<,i>=0;比較計算了實驗?zāi)Ｐ偷奈⒌卣鸲ㄎ慌c內(nèi)部應(yīng)力分布的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)大部分微地震事件是受剪切作用破壞而引起的,比例大致占總數(shù)的1/2~2/3.由此推斷在煤礦采區(qū)生產(chǎn)現(xiàn)場的微地震現(xiàn)象的大部分也是由剪切作用引起.首次采用圖形處理的方法對宏

2、觀尺度微地震現(xiàn)象進行模擬計算,發(fā)現(xiàn)不同檢測門檻值得到的微地震模式可能有差異.利用小波分析方法實現(xiàn)了微地震信號的分解、重構(gòu)和去除噪聲.對能量頻譜的PSD分析表明,Welch方法比FFT方法譜具有更好的分辨能力.編寫了模擬計算程序,將礦體開采的幾何尺寸,以及傳感器間距等參數(shù)輸入時可以判斷定位計算能否收斂、收斂的速度如何,減少傳感器布置的盲目性;通過對坐標(biāo)系的平移和旋轉(zhuǎn)變換,實現(xiàn)傳感器的糾偏,給出了糾偏公式.對微地震波的傳播進行了理論分析和數(shù)

3、值計算,得到了存在衰減的粘彈性介質(zhì)中縱波的傳播規(guī)律.運用Tikhonov 正則化的處理方法對病態(tài)定位方程求解,得到了定位結(jié)果.對微地震進行數(shù)學(xué)實驗,發(fā)現(xiàn)微地震事件的距離、能量和頻數(shù)的變化及其各參數(shù)差分的變化趨勢類似,在此基礎(chǔ)上可以利用單一參數(shù)實現(xiàn)對巖石等材料的破壞預(yù)報:這個參數(shù)可以是微地震事件的距離,能量和頻數(shù)中的一個.其后建立了ANFIS系統(tǒng),通過訓(xùn)練得到了安全系數(shù)與距離,能量和頻數(shù)的關(guān)系.最后介紹了微地震監(jiān)測系統(tǒng)的組成及應(yīng)用.為減少