基于多基阵的煤岩声发射定位算法

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2、versityofScienceandTechnologyYuXiaoguangSupervisor：ProfessorZhaoHongfiangCollegeofElectronic，CommunicationandPhysicsApril2014万方数据声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：寸钴彬日期：加他6、pAFFⅡ如门【ATIoNIdeclarethatthisdissertation，sub

3、mittedinfuWdlmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge．Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute．Signature：Date：万方数据出丕歪生技太芏亟．．!：芏僮i金塞擒要摘要在我

4、国一次能源生产和消费结构中，煤炭占据第一位，煤炭工业是我国的重要产业，在经济发展中起着关键性的作用。但同时，我国的煤矿安全问题亟待解决。近年来，煤岩断裂、岩爆、煤与瓦斯突出等煤岩动力事故频发，对煤矿安全构成了严重的威胁。如何对其进行准确预测并提前防范是目前煤矿生产急需解决的问题。煤岩声发射技术是预测矿山动力灾害和监测煤岩体稳定性的一种主要手段。通过对煤岩声发射信号进行有效地提取、分析，进而完成声发射源定位，可以实现对煤矿动力灾害的有效预测。采用多基阵来接收煤岩声发射信号，对信号分析处理后得各路信号之间的时延，再结合阵列的空间布局，可以实

5、现声发射源的定位。多基阵凭借探测范围广、定位精度高、抗干扰能力强等特点，近年来备受青睐。本文对基于多基阵的煤岩声发射定位算法展开了研究，主要工作如下：(1)煤岩声发射信号的预处理过程。对煤岩声发射信号进行预处理，包括滤波、小波去噪、HI-IT变换等，对这几种方法进行了分析仿真。(2)煤岩声发射信号的时延估计算法研究。分别介绍了阈值法、初至波法、基于小波变换的互相关法等几种时延估计的方法，并对能量比法拾取初至波进行了仿真研究。(3)基于多基阵的声发射定位算法研究。分别介绍了最小二乘法、Geiger算法、多基阵联合定位方法等，对几种算法进行

6、数值仿真和对比。(4)多基阵定位算法仿真和实现。利用实验室搭建的实验平台进行户外爆破试验，用实际采集的信号模拟煤岩声发射信号，采用双基阵模型对定位算法进行MATLAB仿真和结果分析。关键词：煤岩声发射，多基阵定位，时延估计，MATLAB仿真万方数据出苤型拉太堂亟±堂僮论童缱塾壁△￡!ABSTRACTCoaloccupiesthefirstplaceintheinternalprimaryenergyproductionandconsumptionstructure，coalindustryisveryimportantinOUI"cou

7、ntry,andplaysankeyroleinthenationaleconomydevelopment．Howevehcoalmillesafetyproblemneedstobesolved．Inrecentyears，therearesomedynamicaccidentshappeningincoalnliI圮frequently,suchascoal-reekfracture，rockburst,coalandgasoutburst,whichseriouslythreatenscoalminesafetyproductio

8、ninourcountl]LHowtoforecastaccuratelyandkeepalookoutisoneofurgentneedsofcoalminesafetyproduction．Coal-r