[发明专利]一种基于声音信号频谱分析的应变型岩爆预警方法

权利要求书

1.一种基于声音信号频谱分析的应变型岩爆预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用声音信号采集设备实时采集应变型岩爆破坏过程中的声音信号，利用声音信 号传输系统将采集到的声音信号传输到声音信号处理系统，声音信号处理系统对采集到的声 音信号进行实时记录和分析；

(2)声音信号处理系统先对采集到的声音信号进行降噪处理去除环境噪声的影响，再 实时对降噪后的声音信号进行频谱分析，获得声音信号的幅值谱图；

(3)通过分析声音信号的频谱特征判断是否存在应变型岩爆的发展趋势，

若随时间发展，声音信号的幅值谱图出现“主频值呈高频向低频迁移、频谱形状呈多峰 到单峰的交替变换”的整体变化规律，则预示岩体存在应变型岩爆破坏发展趋势，否则，预 示岩体存在静态脆性破坏的发展趋势；

(4)当声音信号处理系统判定岩体存在应变型岩爆破坏发展趋势后，继续对声音信号 进行实时监测分析，若监测到声音信号的幅值谱图随后出现“宽频、低幅和多峰形态”的声 音信号，则预示着有极大可能会发生应变型岩爆灾害，声音信号处理系统将会在服务器终端 以发出高分贝声音或变化屏幕图形的形式进行报警。

2.根据权利要求1所述的基于声音信号频谱分析的应变型岩爆预警方法，其特征在于， 所述声音信号为人耳能听到的声音信号，其频率范围为20～20000Hz。

3.根据权利要求1所述的基于声音信号频谱分析的应变型岩爆预警方法，其特征在于， 步骤(1)中，声音信号采集设备为传声器、数字录音笔或其他具有实时声音信号采集功能 的设备。

4.根据权利要求1所述的基于声音信号频谱分析的应变型岩爆预警方法，其特征在于， 步骤(1)中，声音信号传输系统包括有线或无线传输设备。

5.根据权利要求1所述的基于声音信号频谱分析的应变型岩爆预警方法，其特征在于， 步骤(2)中，对降噪后的声音信号的频谱分析具体为：

声音信号经降噪处理后，声音信号处理系统将每一个破坏对应的声音信号转存为 “WindowsPCM(*.wav)”的音频文件，随后运行服务器安装的数学分析软件Matlab2010a，通 过调用命令[y,fs,nbits]＝wavread('filename')读取各破坏对应的声音信号，并利用Matlab2010a 时频工具箱中的FFT函数对降噪后的声音信号进行实时快速傅里叶变换并绘制、保存各破坏 对应的声音信号的幅值谱图，根据幅值谱图分析频谱特征。