基于电磁辐射的煤岩破裂前兆特征识别的研究

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1、中图分类号：TD687论文编号：2017311089UDC：密级：公开硕士学位论文基于电磁辐射的煤岩破裂前兆特征识别的研究作者姓名：李洋学科名称：控制科学与工程研究方向：检测技术及智能装置学习单位：华北理工大学学制:2.5年提交日期：2017年12月4日申请学位类别：工学硕士导师姓名：刘晓悦教授单位：华北理工大学电气工程学院论文评阅人：匿名单位：匿名单位：论文答辩日期：2018年3月3日答辩委员会主席：杨春稳正高工关键词：电磁辐射；煤岩破裂；去噪算法；预测模型；支持向量机唐山华北理工大学2018年3月StudyonPrecursoryFeatureIdentificationofCoa

2、landRockRuptureBasedonElectromagneticRadiationDissertationSubmittedtoNorthChinaUniversityofScienceandTechnologyinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceinEngineering(ME)byLiYang(ControlScienceandEngineering)Supervisor:ProfessorLiuXiaoyueMarch,2018独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师

3、指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得华北理工大学以外其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解华北理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：已获学位的研究生必须按学校规定提交学位论文，学校有权保留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以将学位论文的全部或部分内容采用影印、缩印或编入有关数据库进行公开、检索和交流。作者和导师同意论文公开及

4、网上交流的时间：□自授予学位之日起□自年月日起作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要煤矿冲击地压属于矿山动力现象，是矿山压力的一种特殊显现形式，是指在高地应力作用条件下，煤井巷道或回采工作面的煤岩体由于变形形成弹性能的瞬时释放而产生破坏的矿井动力现象。煤矿顶板塌陷事故的突出，是煤矿重大灾害之一，是产生冒顶并发生工伤与死亡事故、大量巷道破坏及财产损失的重要因素之一，其显现往往是突然发生、瞬时结束。尤其是随着煤矿开采深度的增加，煤岩的受力情况更加复杂，应力集中程度加大，集中区域内赋存的弹性势能增大，使这类灾害事故又呈上升趋势并日益严重，有很大的危害性。冲击地压的发生机理以

5、及预测预报和防治技术一直是国内外地质界和采矿界研究的重点课题之一。随着煤炭开采强度的增加和开采规模的扩大，矿井冲击地压等问题将更加严重，煤层顶板稳定性预测是防治顶板事故的关键技术措施。因此，探寻精确、实时、简便、有效的监测预防手段，对煤岩动力灾害发生、发展的机理进行研究是非常必要的。本文主要对岩石破裂所产生的电磁辐射现象进行观测和信号分析，探究电磁辐射的产生机理。在煤岩电磁辐射信号降噪处理上应用了自适应非线性滤波的方法，在一定程度上使电磁辐射的信噪比得到了提升。进一步对煤岩破裂的前兆信息进行了解析。建立一个基于支持向量机对前兆信息进行识别的模型，并用实例对模型进行验证。第一章详细阐述电

6、磁辐射研究的当前现状，对本文要研究的目的和内容进行详细表述。第二章基于电磁辐射现象的产生机理，采用基于总体经验模式分解和改进的小波阈值算法相结合的算法，模拟具有噪声的信号对该算法的降噪效果进行检验。第三章针对煤岩体变形破裂的机制，对电磁辐射信号产生机制和信号特征进行归纳。第四章基于两种电磁辐射信号分析的方法，研究了电磁辐射特征参数及信号特征，并进行分析。第五章根据统计理论分析，运用MATLAB进行仿真，验证了采用支持向量机（SVM）方法的前兆信息识别模型的优势，其中模型参数的选取是根据粒子群优化法来确定的。图14幅；表4个；参51篇。关键词：电磁辐射；煤岩破裂；去噪算法；预测模型；支持

7、向量机分类号：TD687-I-AbstractManycountriesintheworldsufferfromseverecoalandrockdisaster,Chinaisoneofthem,inrecentyearsduetotheincreasingdepthandintensityofminingandincreasedgroundstress,Roofcollapse,deformationofthesurroundingrock