[发明专利]煤矿微震信号的处理方法和装置

说明书

本申请提出一种煤矿微震信号的处理方法和装置，其中，该方法包括：通过振动传感器监测煤矿井下采动影响区域进行监测，确定监测到的实时振动信号所对应的振动波形信号，以及确定出实时振动波形信号的背景噪声特征信息，并基于背景噪声特征信息对实时振动波形信号进行处理，以得到实时振动波形信号的有效微震波形信号，再获取与有效微震波形信号对应的时钟信号，并将有效微震波形信号和时钟信号进行压缩，以存储在内存卡，并上传至上位机，由此，在处理煤矿微震信号的过程中，基于振动波形信号的背景噪声特征信息，准确确定出有效微震波形信号，从而提高了有效微震波形信号识别的准确度，实现了对煤矿微震的高精度监测。

技术领域

本申请涉及煤矿安全生产监测领域，尤其涉及一种煤矿微震信号的处理方法和装置。

背景技术

煤炭是支撑国民经济持续高速发展的基础，在相当长的一段时期内煤炭资源仍将是国内能源消费结构中的主体能源，近十年来无论是事故起数还是死亡人数，煤矿顶板、冲击地压、煤与瓦斯突出、矿井突水等煤矿动力灾害事故占比50％以上，相关技术中，微震监测技术作为一种煤岩体微破裂三维空间监测技术，被大量的应用到煤矿冲击地压、顶板、煤与瓦斯突出、矿井突水等动力灾害监测中，但相关的微震监测技术对有效微震信号的的识别效率低、且精度低。

发明内容

本申请提出一种煤矿微震信号的处理方法和装置。

本申请一方面实施例提出了一种煤矿微震信号的处理方法，该方法包括：获取振动传感器对煤矿井下采动影响区域进行监测所得到的实时振动信号；获取与所述实时振动信号对应的振动波形信号；确定所述实时振动波形信号的背景噪声特征信息；根据所述背景噪声特征信息对所述实时振动波形信号进行处理，以得到所述实时振动波形信号的有效微震波形信号；获取与所述有效微震波形信号对应的时钟信号；对所述有效微震波形信号和时钟信号进行压缩，以存储在内存卡，并上传至上位机。

在本申请的一个实施例中，所述确定所述实时振动波形信号的背景噪声特征信息，包括：确定所述实时振动波形信号中的无效波形信号；根据所述无效波形信号的时域、频域特征，确定所述实时振动波形信号的背景噪声特征信息。

在本申请的一个实施例中，所述根据所述背景噪声特征信息对所述实时振动波形信号进行处理，以得到所述实时振动波形信号的有效微震波形信号，包括：根据所述实时振动波形信号的背景噪声特征信息，对进行所述振动波形信号进行聚类分析，以确定出所述实时振动波形信号的微震波形信号；基于长短时窗均值法中的长时窗长度、长时窗阈值和对应的第一初至到时，以及短时窗长度、短时窗阈值和对应的第二初至到时，确定微震波形信号的纵波信号和横波信号；根据所述微震波形信号的纵波信号和横波信号，对所述微震波形信号进行精细化切分，以得到所述有效微震波形信号。

在本申请的一个实施例中，在所述根据所述微震波形信号的纵波信号和横波信号，对所述微震波形信号进行精细化切分，以得到所述有效微震波形信号之后，还包括：采用自回归赤池信息准则法，利用所述有效微震波形信号，对长短时窗均值法中的长时窗长度和短时窗长度进行优化，以得到优化后的长时窗长度和短时窗长度；根据所述优化后的长时窗长度和短时窗长度，确定所述微震波形信号的目标纵波信号和目标横波信号；根据所述目标纵波信号和所述目标横波信号，以得到所述实时振动波形信号更新后的有效微震波形信号。

在本申请的一个实施例中，所述获取与所述实时振动信号对应的实时振动波形信号，包括：将所述实时振动信号输入到模拟滤波器，以得到模拟连续波形信号；将所述模拟连续波形信号输入到模数转换电路，以得到数字离散波形信号；将所述数字离散波形信号输入到数字滤波器，以得到所述实时振动波形信号。

在本申请的一个实施例中，在所述对所述有效微震波形信号和时钟信号进行压缩，以存储在内存卡，并上传至上位机之后，还包括：获取所述有效微震波形信号和时钟信号进行压缩后的压缩信号；根据所述压缩信号与所述振动传感器对煤矿井下采动影响区域进行监测所得到的实时振动信号进行比较，确定比较结果；根据所述比较结果，调整所述振动传感器。