沖擊地壓是一種典型的煤礦動(dòng)力災(zāi)害,嚴(yán)重威脅煤礦的高效生產(chǎn)和人員安全。因此,沖擊地壓災(zāi)害的預(yù)防與預(yù)警至關(guān)重要。微震監(jiān)測(cè)技術(shù)作為一種間接、實(shí)時(shí)、無(wú)損的地球物理監(jiān)測(cè)方法,在礦山?jīng)_擊地壓、水害防治和邊坡變形等工程中得到廣泛應(yīng)用。目前,通過(guò)連續(xù)監(jiān)測(cè)礦山微震,是實(shí)現(xiàn)沖擊地壓預(yù)警的較為有效手段。在微震監(jiān)測(cè)中,波形識(shí)別是數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ),震源位置是監(jiān)測(cè)中需要確定的最關(guān)鍵的參數(shù)之一。然而,礦山微震波形受背景噪音、機(jī)械振動(dòng)等因素干擾,信號(hào)復(fù)雜,已有識(shí)別系統(tǒng)和定位方法效果有限。如何提高微震波形的識(shí)別效果和震源定位的精度,是目前亟需解決的問(wèn)題。本文一方面結(jié)合領(lǐng)域知識(shí)和數(shù)據(jù)的非平衡特性,從算法層面研究微震波形的非平衡識(shí)別問(wèn)題;另一方面,充分考慮參與定位的通道個(gè)數(shù)對(duì)定位精度的顯著影響,深入研究震源的反演定位方法。本文的主要研究工作如下:（1）針對(duì)多通道微震波形數(shù)據(jù)識(shí)別問(wèn)題,提出一種融合知識(shí)的微震波形SMOTE識(shí)別方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)微震波形的分類。首先,對(duì)源于SOS微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的微震數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,構(gòu)建基于時(shí)窗能量知識(shí)的多通道微震信號(hào)數(shù)據(jù)集;其次,根據(jù)時(shí)間窗內(nèi)微震檢波探測(cè)器所采集的微震波形方差,確定波形之間的空間相關(guān)性,構(gòu)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

中國(guó)發(fā)生沖擊地壓數(shù)量累計(jì)分布圖

1緒論5弛。其中，儲(chǔ)藏能量的一部分應(yīng)力便會(huì)以聲波的方式釋放出來(lái)，這樣就產(chǎn)生了微震，也就是通常所說(shuō)的低震級(jí)事件。另外，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的觀察，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)低震級(jí)事件的頻率一般分布在200~1500Hz左右，持續(xù)時(shí)間一般不超過(guò)15s。使用地震記錄儀對(duì)低震級(jí)事件進(jìn)行記錄，傳輸回來(lái)的結(jié)果一般為清晰連續(xù)的波形，通常情況下，一次比較強(qiáng)的低震級(jí)事件，其持續(xù)的時(shí)間一般比較長(zhǎng)，能量也越大，但是其頻率一般都比較低。圖1-2SOS微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖Figure1-2ThestructureofSOSmicro-seismicmonitoringsystem目前，在礦山領(lǐng)域，基于微震監(jiān)測(cè)技術(shù)的沖擊地壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括波蘭SOS、加拿大ESG、中國(guó)安科興業(yè)BSM系統(tǒng)等[26]。本文使用的數(shù)據(jù)來(lái)自山東某礦，該礦安裝的是波蘭SOS微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在我國(guó)的推廣始于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，其系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。SOS系統(tǒng)最初是由波蘭礦山研究總院立項(xiàng)設(shè)計(jì)的，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)對(duì)該系統(tǒng)的后續(xù)研究和開(kāi)發(fā)�，F(xiàn)在煤礦使用的該系統(tǒng)均為新一代SOS微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)煤礦全礦井的遠(yuǎn)距離、實(shí)時(shí)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并可收集、記錄和分析煤礦沖擊地壓微震波形信號(hào)[27]。1.2.3微震波形識(shí)別微震波形識(shí)別是數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，大部分現(xiàn)有的微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)裝配了微震波形識(shí)別功能[28-30]。然而，礦山微震波形受井下噪音、機(jī)電裝置等因素干擾，波形變得非常復(fù)雜，現(xiàn)有微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別能力較差�；诖�，目前仍然采用人工識(shí)別微震波形的方法，但其效率低，且容易出現(xiàn)誤處理和處理不及時(shí)等情況。因此，如何有效分類礦山微震波形是目前面臨的一個(gè)重大難題[31]。

通道微震波形的非平衡特性，并闡述了非平衡數(shù)據(jù)及其分類問(wèn)題。在 2.2 節(jié)描述了微震震源的反演定位方法及基于反演法的震源定位基本數(shù)學(xué)模型。在 2.3 節(jié)給出了本章內(nèi)容的總結(jié)。 2.1 微 震 數(shù) 據(jù) 與 非 平 衡 學(xué) 習(xí) (Micro-seismic Data and Imbalanced Learning) 本文數(shù)據(jù)來(lái)源于 SOS 微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，一般而言，煤礦巷道的 SOS 微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常由 20 個(gè)微震檢波探測(cè)器構(gòu)成，采樣數(shù)據(jù)的時(shí)間窗一般設(shè)置為 4 小時(shí)，每個(gè)檢波探測(cè)器在該時(shí)間窗內(nèi)包含 10240 個(gè)微震波形采樣值，由此，構(gòu)成的微震波形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖 2-1。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]求解TSP問(wèn)題的改進(jìn)模擬退火算法[J]. 何錦福,符強(qiáng),王豪東.  計(jì)算機(jī)時(shí)代. 2019(07)
[2]面向高維特征和多分類的分布式梯度提升樹(shù)[J]. 江佳偉,符芳誠(chéng),邵鎣俠,崔斌.  軟件學(xué)報(bào). 2019(03)
[3]基于流形嵌入過(guò)采樣的非平衡數(shù)據(jù)分類方法[J]. 程健,楊凌凱,崔寧,郭一楠.  中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(06)
[4]基于遺傳-擬牛頓混合算法的遠(yuǎn)場(chǎng)震源定位[J]. 李月,陳卿,丁恩杰,程龍.  河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(02)
[5]基于半監(jiān)督過(guò)采樣非平衡學(xué)習(xí)的礦山微震信號(hào)識(shí)別[J]. 程健,楊凌凱,王全魁,崔寧,郭一楠.  煤炭科學(xué)技術(shù). 2018(02)
[6]煤礦典型動(dòng)力災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)精準(zhǔn)判識(shí)及監(jiān)控預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 袁亮,姜耀東,何學(xué)秋,竇林名,趙毅鑫,趙旭生,王凱,于慶,盧新明,李紅臣.  煤炭學(xué)報(bào). 2018(02)
[7]基于不平衡數(shù)據(jù)樣本特性的新型過(guò)采樣SVM分類算法[J]. 黃海松,魏建安,康佩棟.  控制與決策. 2018(09)
[8]一種基于TOA測(cè)距的室內(nèi)三維質(zhì)心定位算法研究[J]. 何世鈞,黃智偉,黃星琪.  測(cè)控技術(shù). 2017(10)
[9]煤巖體應(yīng)力動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用[J]. 王恩元,徐文全,何學(xué)秋,沈榮喜,孔祥國(guó).  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2017(S2)
[10]模擬退火方法在三維速度模型地震波走時(shí)反演中的應(yīng)用[J]. 李飛,張雪梅,陳宏峰,何少林.  中國(guó)地震. 2017(03)

博士論文
[1]微震震源定位的關(guān)鍵因素作用機(jī)制及可靠性研究[D]. 李楠.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2014
[2]臨汾盆地地殼精細(xì)結(jié)構(gòu)探測(cè)與孕震構(gòu)造研究[D]. 李自紅.太原理工大學(xué) 2014

碩士論文
[1]礦山微震數(shù)據(jù)流上的概念漂移及分類方法研究[D]. 羅欽云.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]流形嵌入過(guò)采樣非平衡學(xué)習(xí)及其應(yīng)用研究[D]. 楊凌凱.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2018
[3]震源信息處理與反演定位方法研究[D]. 李月.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2018
[4]非平衡數(shù)據(jù)極限學(xué)習(xí)機(jī)分類方法及其應(yīng)用[D]. 張培.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2018
[5]基于不同目標(biāo)函數(shù)的波形反演研究[D]. 劉宇皓.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[6]腦機(jī)接口中非平衡數(shù)據(jù)的分類研究[D]. 王禎.浙江理工大學(xué) 2017
[7]基于最大化F1值學(xué)習(xí)的不平衡數(shù)據(jù)集分類算法研究[D]. 姜嘉堯.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[8]煤礦微震與爆破信號(hào)特征提取及識(shí)別研究[D]. 李保林.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2016
[9]基于數(shù)據(jù)挖掘的煤礦微震危害預(yù)測(cè)實(shí)證分析[D]. 李盛.云南師范大學(xué) 2015
[10]華亭煤礦綜放煤柱區(qū)沖擊地壓防治研究[D]. 周澎.西安科技大學(xué) 2010



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