基于声像监测边坡危岩崩塌现场试验研究

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作者 张信贵 陈述峰 +4 位作者 严利娥 蓝日彦 韩伟 范立峰 田佳男 《自然灾害学报》 北大核心 2026年第1期145-159,共15页

为有效预测和防范广西壮族自治区公路边坡危岩崩塌风险,开展边坡单体危岩和群体危岩崩塌启动现场试验研究。该文基于微震-视频监测,用PyCharm代码抽帧图像,利用Matlab处理微震监测信号并进行时域波形绘制,通过快速傅里叶变换(fast Fouri... 为有效预测和防范广西壮族自治区公路边坡危岩崩塌风险,开展边坡单体危岩和群体危岩崩塌启动现场试验研究。该文基于微震-视频监测,用PyCharm代码抽帧图像,利用Matlab处理微震监测信号并进行时域波形绘制,通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)和连续小波变换(continuous wavelet transform,CWT)分别得到微震信号的频谱图和时频图。结果表明,在启动机制上,危岩崩塌启动机制的主控因素在于危岩重心发生偏移,危岩与坡面(或母岩)间的黏结力下降,边坡危岩整体下滑力增大且超过抗滑力极限。其中危岩与坡面(或母岩)间的黏结力下降为滑移式与倾倒式崩塌的共有启动机制,危岩重心发生偏移主要为倾倒式崩塌的启动机制,危岩整体下滑力增大且超过抗滑力极限主要为滑移式崩塌的启动机制。同时可将这3类主控因素作为实际边坡危岩崩塌启动机制的判断标准之一。在前兆特征上,危岩崩塌前,宏观上出现局部掉块与小型岩崩等前兆现象,变形监测中位移出现突变和陡增现象,微震信号多出现于中低频带中,且主频带较宽,同时中高幅值、高能量信号占比较多。因此当综合前兆特征中多个单一前兆特征同时出现时,可作为实际边坡危岩发生崩塌的判断标准之一。提出一种危岩崩塌孕育过程全天候、非接触式联合监测的方法,即微震与视频融合的声像监测技术,可实现边坡危岩崩塌孕育过程中的早期特征识别,以及崩塌灾害闻其声、见其形的综合研判与精准预警,进而促进了实际工程中危岩崩塌应用微震与视频监测预警技术的联合发展。 展开更多

关键词 边坡 危岩崩塌 声像监测 微震 启动机制 前兆特征

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公路与桥隧工程中隧道掘进机在山岭隧道掘进中的岩爆微震前兆识别方法研究

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作者 梅存军 梅存修 +2 位作者 张琦 季星龙 李道强 《现代工程科技》 2025年第13期149-152,共4页

在山岭隧道用隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)掘进的过程中,由于地质环境复杂、应力分布异常,岩爆灾害频繁发生,严重威胁施工安全与工程进度。微震活动作为岩爆孕育的重要前兆信息,具备良好的可监测性与早期预警潜力。针对TBM掘... 在山岭隧道用隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)掘进的过程中,由于地质环境复杂、应力分布异常,岩爆灾害频繁发生,严重威胁施工安全与工程进度。微震活动作为岩爆孕育的重要前兆信息,具备良好的可监测性与早期预警潜力。针对TBM掘进工况下微震信号的特殊演化规律,系统分析了岩爆发生前微震活动的能量释放、震源机制演变与高频异常特性,提出了多特征融合的前兆识别体系。基于动态阈值设定、综合判别建模与响应机制设计,形成了一套适用于山岭隧道实际条件的岩爆微震前兆判别方法,并以典型案例验证了该方法的实践效果,提升了早期识别准确率,降低了施工风险。 展开更多

关键词 山岭隧道 TBM掘进 岩爆 微震监测 前兆识别

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煤矿微震信号时频特性及声电前兆特征研究

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作者 刘小毅 王恩元 +1 位作者 王宏阁 沈璐欣 《煤炭技术》 2025年第8期146-152,共7页

以某煤矿工作面微震监测数据为研究对象,利用傅里叶变换、小波包变换、希尔伯特-黄变换等方法对信号进行时频分析,结果表明:高能事件发生时主频振幅较大,达到10^(-5)V,而高能事件发生前的微震事件的振幅基本都低于10^(-5)V;高能事件的... 以某煤矿工作面微震监测数据为研究对象,利用傅里叶变换、小波包变换、希尔伯特-黄变换等方法对信号进行时频分析,结果表明:高能事件发生时主频振幅较大,达到10^(-5)V,而高能事件发生前的微震事件的振幅基本都低于10^(-5)V;高能事件的最高能量分布频带在5以内,而在高能事件发生前,事件的最高能量分布频带主要集中在11~32的频带;同时,对高能事件发生时的声发射信号和电磁辐射信号进行了研究,结果表明:在高能事件发生前,声电信号强度均会显著增大。在得出3种信号变化规律的基础上,实现了对岩爆灾害的震-电-声多参数耦合监测预警。 展开更多

关键词 岩爆 微震监测 能量事件 时频特性 声电前兆

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“两硬”条件下冲击地压微震信号特征及前兆识别 被引量：80

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作者 赵毅鑫 姜耀东 +2 位作者 王涛 高峰 谢帅涛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1960-1966,共7页

结合微震监测数据,对大同忻州窑矿8935"两硬"条件工作面回采过程中发生的冲击现象进行分析;从微震事件震源定位、能级与频次关系以及冲击前微震信号频谱演化规律等方面讨论了该工作面冲击地压机理及前兆信息特征。研究表明:8... 结合微震监测数据,对大同忻州窑矿8935"两硬"条件工作面回采过程中发生的冲击现象进行分析;从微震事件震源定位、能级与频次关系以及冲击前微震信号频谱演化规律等方面讨论了该工作面冲击地压机理及前兆信息特征。研究表明:8935工作面冲击地压为坚硬顶板破断诱发煤柱区域积聚能量的突然释放所致;冲击震源多在工作面超前50 m范围内沿采空区煤柱侧,且主要集中在坚硬顶板断裂后发生压缩、反弹的空间区域;冲击地压前微震事件频次、能量、微震信号b值及主频均呈下降趋势。冲击地压前微震频谱主要集中在5-60 Hz,微震主频急剧降低和幅值明显升高可视为冲击前兆特征之一。 展开更多

关键词 “两硬”条件 冲击地压 微震 前兆 B值 频谱

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孤岛综放面冲击地压前兆信息识别及多参数预警研究 被引量：22

5

作者 王春秋 蒋邦友 +3 位作者 顾士坦 谭云亮 王荣超 黄瑞峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期3523-3530,共8页

孤岛综放工作面强烈的动压显现使得其发生冲击地压的可能性大大增加,通过运用微地震和电磁辐射综合监测手段分析孤岛综放工作面两次强动压显现事件,获得了工作面煤体发生冲击地压前后能量积聚与释放规律及相应微震和电磁辐射监测数据变... 孤岛综放工作面强烈的动压显现使得其发生冲击地压的可能性大大增加,通过运用微地震和电磁辐射综合监测手段分析孤岛综放工作面两次强动压显现事件,获得了工作面煤体发生冲击地压前后能量积聚与释放规律及相应微震和电磁辐射监测数据变化规律,认为工作面煤体发生冲击地压前一般存在一个短暂的能量积聚期,在能量积聚期内微震系统监测到的微震事件的次数和总能量均较少,同时能量积聚期内煤体电磁辐射强度值和脉冲数均持续升高。将工作面微震事件的沉默期以及煤体电磁辐射强度值、脉冲数的持续升高期作为冲击地压的综合前兆信息,并将其转换为量化的预警参数和指标,建立了工作面冲击地压多参数预警方法。现场实践表明,危险识别与灾害预警效果良好。 展开更多

关键词 冲击地压 孤岛工作面 动压显现 微震监测 电磁辐射 前兆信息

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基于声震监测的钢纤维/混凝土裂纹扩展规律及失稳前兆 被引量：5

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作者 刘成禹 陈成海 +2 位作者 张向向 曹洋兵 何锡阳 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期2240-2250,共11页

对不同龄期、不同钢纤维掺量的钢纤维/混凝土(SFRC)单轴压缩过程中声发射(AE)和微震(MS)信号进行分析,探究SFRC的声震信号特征及裂纹扩展规律。结果表明:(1)SFRC加载过程中裂纹扩展可分为裂纹压密(I)、裂纹稳定发育(II)、裂纹急速扩展(I... 对不同龄期、不同钢纤维掺量的钢纤维/混凝土(SFRC)单轴压缩过程中声发射(AE)和微震(MS)信号进行分析,探究SFRC的声震信号特征及裂纹扩展规律。结果表明:(1)SFRC加载过程中裂纹扩展可分为裂纹压密(I)、裂纹稳定发育(II)、裂纹急速扩展(III)和峰后破坏(IV)4个阶段;(2)随龄期增加,第I、第II阶段中AE、MS的能率、振率及微观裂纹和细、宏观裂纹的整体扩展速率均逐渐降低;第III、第IV阶段中AE、MS的能率、振率及微观裂纹及细、宏观裂纹的整体扩展速率均逐渐增大;(3)随钢纤维掺量增加,除第I阶段外,其余3个阶段的AE能率和振率、微观裂纹整体扩展速率均逐渐增大;各个阶段的MS能率和振率逐渐减小,MS能量突增点的时间比逐渐增大,表明细、宏观裂纹整体扩展速率降低,破坏时间延迟;(4)SFRC失稳前,AE、MS的能率和振率、MS能量占比均出现明显陡增,可作为SFRC的失稳前兆指标。 展开更多

关键词 钢纤维/混凝土 声发射 微震 裂纹扩展 失稳前兆

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微震监测技术在顶板来压预测预报中的应用 被引量：2

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作者 李宝富 魏向志 +1 位作者 苏士杰 任永康 《工矿自动化》 2010年第11期16-19,共4页

介绍了微震监测系统在千秋煤矿预测预报顶板来压中的应用情况。实践结果表明,微震监测系统可实现对综放工作面老顶初次来压的预测判断;微震监测与日常钻屑量监测、矿压监测等数据较为一致,采用综合性的冲击地压预测预报技术能更有效地... 介绍了微震监测系统在千秋煤矿预测预报顶板来压中的应用情况。实践结果表明,微震监测系统可实现对综放工作面老顶初次来压的预测判断;微震监测与日常钻屑量监测、矿压监测等数据较为一致,采用综合性的冲击地压预测预报技术能更有效地对采场动力灾害进行预测预报;用大能量事件频次作为微震监测系统的有效参数可较准确地对采场动力现象进行预测预报,并总结出顶板来压的前兆信息模式,该项结论能有效预防采场动力现象和冲击地压事故的发生。 展开更多

关键词 冲击地压 采场动力灾害 微震监测 预测预报 初次来压 前兆模式

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基于微震监测的工作面底板突水全时空预警方法 被引量：34

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作者 许延春 黄磊 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期369-382,共14页

为分析采煤工作面不同时期、不同空间的微震响应特征差异,进而实现矿井水害预警和防治,基于典型案例分析提出了一种基于微震监测的工作面底板突水全时空预警的方法。所谓“全时空”是指包括采前时期、超前采动影响时期和开采时期在内的... 为分析采煤工作面不同时期、不同空间的微震响应特征差异,进而实现矿井水害预警和防治,基于典型案例分析提出了一种基于微震监测的工作面底板突水全时空预警的方法。所谓“全时空”是指包括采前时期、超前采动影响时期和开采时期在内的工作面全时间周期的3时段划分,以及工作面全空间的7个评价区域划分。在第1时段(采前时期),基于钻孔工程信息(钻孔涌水量、钻孔水压、钻孔注浆量)和微震响应特征,形成了突水危险性的表示方法,确定了原发性突水危险区,进而实现了采前时期突水危险性的长期预测;在第2时段(超前采动影响时期),设置“固定工作面”,并对微震事件及震源参数进行重新定位,在对微震事件核密度分析的基础上,获取突水前兆信息,确定了超前影响区、滞后影响区、侧向影响区的突水特征,进而实现了超前采动影响时期的突水危险性预警;在第3时段(开采时期),结合微震事件核密度分析,确定了顶板导水破坏区、底板破坏区、底板采动损伤区,引入2D-CE法在平面上对微震事件进行规范化,分析微震事件置信椭圆与预警含水层的位置关系,进而实现了工作面开采时期的突水危险性预报。同时根据开采验证结果,对前期预报方法进行修正,为后续工作面突水预报服务,使得焦作、邯邢矿区多个工作面基于微震监测的底板突水预测结果更加准确。 展开更多

关键词 微震监测 全时空 底板突水 突水前兆 预警方法

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圣华煤业煤柱状态分析及微震监测系统的建立

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作者 段东 弓培林 +4 位作者 连清旺 杨瑶 王云杰 王开 李建忠 《山西焦煤科技》 2017年第8期39-43,56,共6页

通过理论计算、RFPA三维数值模拟的方法,以晋煤集团天安圣华煤业有限公司3#煤层旧采区复采工作面的实际地质资料为基础,研究残煤复采区遗留煤柱状态,对其稳定性进行分析,并在复采工作面建立了微震监测系统,研究了周期来压的微震前兆特征... 通过理论计算、RFPA三维数值模拟的方法,以晋煤集团天安圣华煤业有限公司3#煤层旧采区复采工作面的实际地质资料为基础,研究残煤复采区遗留煤柱状态,对其稳定性进行分析,并在复采工作面建立了微震监测系统,研究了周期来压的微震前兆特征,研究结果表明:1)复采区的遗留煤柱62%处于稳定状态,有一定的支撑作用。2)微震信号的频率在15~100 Hz,干扰信号的频率在200~1 000 Hz.3)周期来压前1~2天,日平均监测微震事件数约为平时的2倍,日微震总能量约为平时的3倍,可以利用此微震特征对周期来压进行预报。 展开更多

关键词 房柱式 巷柱式旧采区 三维数值模拟 遗留煤柱状态 微震前兆 周期来压

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基于微震监测的岩爆预警方法研究 被引量：4

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作者 吴海源 于群 +3 位作者 杜志远 郭晋 廖志毅 唐春安 《水利与建筑工程学报》 2020年第3期25-30,共6页

以锦屏二级水电站深部隧洞为研究对象,采用微震监测技术,对卸荷作用下的深埋隧洞微震活动性时空分布规律及时序规律展开研究。基于现场岩爆记录与微震监测结果比对,探讨了岩爆与微震活动间的内在联系并提出深埋隧洞岩爆监测预警方法。... 以锦屏二级水电站深部隧洞为研究对象,采用微震监测技术,对卸荷作用下的深埋隧洞微震活动性时空分布规律及时序规律展开研究。基于现场岩爆记录与微震监测结果比对,探讨了岩爆与微震活动间的内在联系并提出深埋隧洞岩爆监测预警方法。监测结果表明:岩爆发生前具有明显的微破裂前兆特征,微震事件由空间无序分散逐渐向有序集中的自组织演化,微震参数包括累计事件数、微震能量密度、累积视体积及能量指数的异常变化均可作为岩爆预警指标。基于研究结果,提出高地应力条件下深埋隧洞岩爆监测预警方法,预测准确率达到80.6%,实用效果较好并为此类地下工程的岩爆预测提供借鉴意义。 展开更多

关键词 岩爆 微震监测 微破裂前兆 预测预警

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基于岩石微破裂演化崩塌失稳预警室内试验研究 被引量：11

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作者 杨贵 陈世万 +1 位作者 余琪 杨根兰 《矿业安全与环保》 北大核心 2022年第3期26-33,共8页

采用针对岩体崩塌监测研发的无线微震传感器及声发射监测技术,通过分级蠕变加载的方式模拟岩体崩塌孕育过程渐变自然应力作用,研究了白云岩拉裂型崩塌室内模拟试验过程声信号特征。研究发现:针对微震信号,自适应噪声完全集合经验模态分... 采用针对岩体崩塌监测研发的无线微震传感器及声发射监测技术,通过分级蠕变加载的方式模拟岩体崩塌孕育过程渐变自然应力作用,研究了白云岩拉裂型崩塌室内模拟试验过程声信号特征。研究发现:针对微震信号,自适应噪声完全集合经验模态分解(CEEMDAN)与小波相结合的联合去噪方法效果较好,可显著提高信噪比;各分级蠕变加载后,均在加载前期出现大量微震信号,最后一级破坏荷载段微震信号幅值和数量显著增大,临近破坏时微震信号主频降低明显。定义了声发射信号k值(AF/RA)并将其作为张拉破裂和剪切破裂的判据,岩体破坏前5 s内剪切破裂所占比例开始增大,破坏前1 s内突增。对比分析了试验中岩体变形监测结果,表明变形监测对小尺度岩石加载破坏全过程响应微弱,难以提取有效的破坏前兆信号。研究成果可为发展岩体崩塌突变失稳破坏监测技术提供重要支撑。 展开更多

关键词 岩体崩塌 微震 声发射 CEEMDAN 小波阈值去噪 前兆信息

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冲击地压动力灾害前兆信息微震识别技术 被引量：2

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作者 高利军 黄妮 《山东煤炭科技》 2017年第8期110-112,共3页

基于华亭煤矿冲击地压动力灾害显现实际和微震监测原理,分析得出切合条件的冲击地压动力灾害前兆信息微震识别六个敏感性预警指标,经实践检验预警效果良好;为冲击地压动力灾害预防和控制提供了可靠的科学依据,为同类工程实施提供了有益... 基于华亭煤矿冲击地压动力灾害显现实际和微震监测原理,分析得出切合条件的冲击地压动力灾害前兆信息微震识别六个敏感性预警指标,经实践检验预警效果良好;为冲击地压动力灾害预防和控制提供了可靠的科学依据,为同类工程实施提供了有益的借鉴,具有较好的实用价值和社会经济效益。 展开更多

关键词 冲击地压 动力灾害 前兆信息 微震识别

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深埋隧洞强岩爆微震活动特征分析及多元信息预警 被引量：1

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作者 黄志平 黄紫怡 +2 位作者 于群 朱志威 陈俊羽 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期534-541,共8页

岩爆的监测和预警一直是岩石工程领域的挑战,如何有效预测和动态防治岩爆灾害已成为深部地下工程亟待解决的问题.以雅砻江锦屏二级水电站隧洞岩爆高风险区为研究对象,采用地震学原理将定性分析与定量计算相结合,基于微震时、空、强分布... 岩爆的监测和预警一直是岩石工程领域的挑战,如何有效预测和动态防治岩爆灾害已成为深部地下工程亟待解决的问题.以雅砻江锦屏二级水电站隧洞岩爆高风险区为研究对象,采用地震学原理将定性分析与定量计算相结合,基于微震时、空、强分布特征及演化规律,揭示岩爆孕育发展过程中各震源参数的演化特征及规律.微震监测和研究结果表明,开挖卸荷下的微震时空活动是由空间分散无序向集中有序的自组织演化过程,震源参数如微震事件密度、能量密度、视体积、能量指数及b值随时间突增或骤降等异常变化可视为岩爆征兆响应的预警指标.基于震源参数的时空演化特征,提出深埋隧洞岩爆多元信息预警方法和预警流程,该方法可为深部隧道工程的岩爆监测预警和顺利施工提供借鉴. 展开更多

关键词 岩爆 微震活动 震源参数 前兆特征 多元信息预警

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基于微震监测的千米井采场地压监测与预警技术 被引量：5

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作者 蔡永顺 关孝忠 +2 位作者 王海文 吴亚飞 石峰 《矿冶》 CAS 2021年第5期1-5,共5页

千米井矿区深部开采过程中,易发生冒顶、片帮等地压灾害,对后续采矿的进度与安全影响较大。针对哈图金矿千米井矿区,通过微震事件时空演化规律,分析了围岩变形特征,划分出了地压活动较强的重点区域。通过微震事件累积视体积—能量指数... 千米井矿区深部开采过程中,易发生冒顶、片帮等地压灾害,对后续采矿的进度与安全影响较大。针对哈图金矿千米井矿区,通过微震事件时空演化规律,分析了围岩变形特征,划分出了地压活动较强的重点区域。通过微震事件累积视体积—能量指数变化规律分析岩爆和大尺度岩体破裂的预警前兆信息,根据预警前兆信息及时采取加强支护等保护措施,取得了良好的效果。 展开更多

关键词 微震监测 千米井 采场地压 预警前兆

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煤柱宽度变化区微震监测冲击矿压前兆信息分析 被引量：2

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作者 李孝波 王联合 +3 位作者 付田田 武光辉 卢浩 焦彪 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2015年第2期179-181,共3页

以某矿2102工作面回风巷为研究对象,统计分析其掘进过程中过煤柱宽度变化区的微震监测数据,研究矿震参量变化规律、分析强矿震前兆信息,并提出煤柱宽度变化区冲击矿压防治措施,取得了良好的控制效果,保障了掘进面过煤柱变化区的安全生产。

关键词 煤柱宽度 冲击矿压 微震监测 前兆信息 矿震

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