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1、ISSN1005-2763矿业研究与开发第31卷第2期2011年4月CN43-1215/TDMININGR&D,Vo.l31,No.2Apr.2011*小波降噪在煤岩微震信号处理中的应用刘敏,王恩元,刘贞堂,许福乐,张勇,于晓月(中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州市221008)摘要:根据微震信号噪声强度,利用FFT滤波以及缺省0引言的阈值确定模型、Birge-Massart策略的阈值确定模型和小波包变换中的penalty阈值确定模型对原煤单轴全程压缩
2、加随着煤矿开采深度的逐年增加和开采范围的不载破坏实验的微震信号进行降噪处理。理论分析及降噪结断扩大,煤矿动力灾害事故隐患也越来越严重,主要果表明,FFT滤波得到的降噪信号过于平滑,抑制了很多有问题是巷道矿压显现强烈,冲击地压危险加大,使煤用的信息成分,而小波三种阈值确定模型能够更加有效去除[1]矿安全生产面临重大挑战。微震信号中的噪声成分,降噪后的信号与原信号有着很好的相似性,最大限度的反应了原始信号本身的性质。现代数字矿山微震监测技术源于上个世纪,目关键词:微震信号;小波降噪;作用阈值前南非、波兰、捷克和加拿大等国已形
3、成了国家型矿中图分类号:TD76文献标识码:A山微震监测网,并在冲击矿压预测预报中得到了广文章编号:1005-2763(2011)02-0067-04[2,3]泛应用。该方法克服了传统地压监测方法的许多弊端,能够对破裂进行4D时空记录,根据微震事ApplicationofWaveletDenoisinginProcessingthe件波形、频度、空间位置等,结合现场煤岩体破坏状Micro-seismicSignalofCoal-Rock况对灾害进行预测预报,被认为是岩体工程灾害最LIUMin,WANGEnyuan,
4、LIUZhentang,XUFule,[4~9]ZHANGYong,YUXiaoyue有效的监测方法之一。但煤岩破坏产生的微震(SchoolofSafetyEngineering,ChinaUniversityofMining&信号强度非常微弱,一般是微米级的自然连续振动,Technology,Xuzhou,Jiangsu221008,China)在传播过程中,其必然要受到外界信号的干扰。因Abstract:Accordingtonoiseintensityofmicro-seismic(MS)此,为提取出真实的煤岩微震
5、信号,提高信号的准确signa,lthedenoisingprocessofcoalsamples'MSsignalsob度和利用度,必须采取适当的滤波手段对信号进行tainedfromuniaxialcompressiontestwithfullloadingtodestruc去噪,从而获取煤岩的应力状态、变形破裂演变过程tionwascarriedoutwiththeuseofFFTfiltering,modelsdeter等更多有用的信息。minedonthebasisofdefaultthresholdva
6、lue,thethresholdvalueobtainedbasedonBirge-Massartstrategyandthepenalty1小波降噪原理thresholdvalueofwaveletpackettransform.ThetheoreticalanalysisandresultsofdenoisingprocessshowedthattheMSsig在煤岩微震信号中,高斯白噪声一般集中在高nalsobtainedafterdenoisingwithFFTfilterwassosmooththat频部
7、分,而真实的微震信号集中在低频部分,在用传thelotsoftheusefulinformationwasinhibited,however,compa统Fourier变换对信号进行滤波时,一般是通过低通ringwithFFTfilter,themodelsdeterminedbasedonthethreeof滤波器进行滤波,但是低通滤波器的宽窄程度对于waveletthresholdvalueswereabletoremovethenoisebetter,the滤波效果有着较大的影响,往往达不到理想的滤波MSsign
8、alsobtainedafterdenoisingweresimilartotheoriginal效果。另外,该方法也不能区分有用信号的高频部MSsignalsandreflectedthepropertiesoftheoriginalMSsignals分和由噪声引起的高频干扰。小波变换是傅里叶变inthemaxim
