發(fā)布時間：2021-03-23 00:29

　　礦山微震是因為人類的采礦行為而導(dǎo)致的礦山煤巖體迅速破裂的動力學(xué)現(xiàn)象,對于礦井的安全生產(chǎn)造成了巨大的威脅,因此如何快速找到震源位置并采取相應(yīng)措施是非常重要的。本文將搜索引擎技術(shù)引入到微震震源定位中,這種方法完全不同于傳統(tǒng)的微震定位方法,運用了一種新的方法來快速確定微震的位置和震源機制。在波形數(shù)據(jù)庫中檢索到與新輸入的波形非常相似的波形,則新輸入波形的震源位置即為波形庫中與其非常相似波形的微震事件發(fā)生的位置。最為經(jīng)典的最近鄰搜索算法是局部敏感哈希算法（Location Sensitive Hash,簡稱為LSH）。LSH有著嚴格的理論證明,從而可以實現(xiàn)更加快速準確的震源定位。本文利用基于P穩(wěn)定分布的局部敏感哈希搜索引擎模型對實驗數(shù)據(jù)和實測數(shù)據(jù)進行震源定位,為了提高LSH的召回率和定位結(jié)果,采用了優(yōu)化哈希函數(shù)的方法-數(shù)據(jù)導(dǎo)向型LSH和multi-probe LSH相結(jié)合的方法對數(shù)據(jù)庫進行檢索。主要研究內(nèi)容如下:（1）闡述了煤礦巖層微震信號產(chǎn)生的原理以及煤巖體發(fā)生微震事件的原因。介紹了煤巖層微震信號的傳播特性,并講述了識別P波和S波的方法,闡述了傳統(tǒng)的微震定位算法的原理及單純形法。（2）進行微震... 

【文章來源】：石家莊鐵道大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

微震信號傳播示意圖

第二章微震震源定位的基本原理-10-煤巖介質(zhì)的振動方向。S波的傳播速度一般可以表示為：21sEV(2-15)其中，為傳播介質(zhì)的密度，為泊松比，E為楊氏模量。S波經(jīng)過煤巖體時，煤巖體的振動與P波在傳播過程中有很大的不同。由于S波涉及到的是剪切并不是擠壓和拉張，煤巖體介質(zhì)的運動方向垂直于位移方向。在煤巖體介質(zhì)中，P波傳播速度要快于S波，P波首先到達拾震器，拾取P波到時相對比較直觀，因此在微震定位中，準確拾取P波尤為重要。2.1.3微震信號的P波和S波識別方法微震信號中由于P波和S波的波速不同，所以到達同一個拾震器的時間是有前后順序的，這樣為我們區(qū)別P波和S波找到了途徑。如圖2-2所示微震波P波初至點的幅值和頻率會發(fā)生明顯的變化，我們可以觀察到一個明顯的向上或者向下的振動，由此可以判斷為P波初至點。S波到達的時候,震波的周期會變長，幅值會明顯跳躍變大，會伴隨著大量的能量，多數(shù)情況下震動引起的破壞，都是在S波到達后才會發(fā)生。圖2-2P波和S波示意圖2.2微震監(jiān)測定位的原理以及方法

第二章微震震源定位的基本原理-11-如圖2-3所示，設(shè)定0000Xx,y,z,t表示微震震源，其中0,00xy,z為震源的空間位置，0t為震源發(fā)震時刻，,,,iiiiiTxyzt表示第i個傳感器，其中,,iiixyz為傳感器的空間位置，it表示第i個傳感器波初至觀測到時。圖2-3震源與傳感器分布圖與其他波相比，P波到時拾取相對容易，所以選取P波到時進行計算。基于到時不同的震源定位方程可用下式進行描述222i0i0i0i0xxyyzzvtt(2-16)其中，0000x,y,z,t是需要求解的未知數(shù)，其他的是已知量。單純形法作為微震定位的方法，其基本思路是在一個三維空間區(qū)域中，設(shè)置一個迭代的初始四面體，以四面體的四個頂點為初始震源坐標點，四面體圖如圖2-4所示。圖2-4單純形法迭代四面體圖單純形法目標函數(shù)表達式為00001niiiiixxyyzzwttv(2-17)


本文編號：3094774