[发明专利]一种基于声发射信号关键致灾因子的岩爆风险预警方法

权利要求书

1.一种基于声发射信号关键致灾因子的岩爆风险预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、确定矿山巷道岩爆灾害危险区域，布置声发射信号传感器监测岩爆触发危险区域；

步骤二、实时收集岩爆触发危险区域岩体的声发射信号，包括声发射参数信号和声发射波形信号；

步骤三、基于主成分分析法，筛选收集的声发射信号中的岩爆灾害关键致灾因子；

步骤四、基于筛选的岩爆灾害关键致灾因子，确定岩爆触发风险的初级预警点和关键预警点，对巷道岩爆灾害危险区域进行实时岩爆危险预警。

2.根据权利要求1所述的一种基于声发射信号关键致灾因子的岩爆风险预警方法，其特征在于：步骤二中所述的岩爆灾害危险区域收集的声发射信号，包括声发射参数信号和声发射波形信号，其中，声发射参数信号指声发射振铃计数和声发射能量，声发射波形信号指声发射主频。

3.根据权利要求1所述的一种基于声发射信号关键致灾因子的岩爆风险预警方法，其特征在于：基于主成分分析法，筛选声发射能量、声发射振铃计数和声发射主频中的岩爆灾害关键致灾因子，按如下公式(1)、(2)和(3)，计算每个声发射能量、声发射振铃计数和声发射主频数据对应的岩爆致灾贡献率，

其中，为不同的声发射能量值对应的岩爆致灾贡献率，为不同的声发射振铃计数值对应的岩爆致灾贡献率，为不同的声发射主频值对应的岩爆致灾贡献率，i为不同的声发射信号监测数据，e_k为声发射能量值，c_k为声发射振铃计数值，d_k为声发射主频值，为声发射能量的频数，为声发射振铃计数的频数，为声发射主频的频数。

4.根据权利要求1所述的一种基于声发射信号关键致灾因子的岩爆风险预警方法，其特征在于：基于主成分分析法，筛选声发射能量、声发射振铃计数和声发射主频中的岩爆灾害关键致灾因子，按如下公式(4)、(5)和(6)，计算声发射能量、声发射振铃计数和声发射主频数据对应的累积致灾贡献率，

5.根据权利要求1所述的一种基于声发射信号关键致灾因子的岩爆风险预警方法，其特征在于：按如下公式(7)、(9)和(11)，筛选、计算声发射信号累积致灾贡献率在85％～95％的声发射能量、声发射振铃计数和声发射主频所对应的初步优选阈值Q^e、Q^c和Q^d，作为岩爆灾害的初级预警点，按如下公式(8)、(10)和(12)，筛选、计算声发射能量、声发射振铃计数和声发射主频所对应的最终优选阈值和作为岩爆灾害的关键预警点，

其中，maxE为声发射信号中的最大声发射能量值，R_e为声发射能量大于初步优选阈值的信号数量占比，maxC为声发射信号中的最大声发射振铃计数值，R_c为声发射振铃计数大于初步优选阈值的信号数量占比，maxD为声发射主频中的最大声发射主频值，R_d为声发射主频大于初步优选阈值的信号数量占比。

6.根据权利要求1所述的一种基于声发射信号关键致灾因子的岩爆风险预警方法，其特征在于：优选声发射能量大于等于声发射振铃计数大于等于和声发射主频大于等于的声发射信号作为岩爆关键致灾因子，其中，声发射能量的关键致灾因子集合为A，声发射振铃计数的关键致灾因子集合为B，声发射主频的关键致灾因子集合为F。

7.根据权利要求1所述的一种基于声发射信号关键致灾因子的岩爆风险预警方法，其特征在于：对于声发射特征参数的优选，遵循先声发射能量贡献最大准则，后声发射振铃计数贡献率最大准则，合并、筛选可以获得触发岩爆灾害的关键致灾因子集合G，其计算公式如(13)。

G＝A∪B (13)

8.根据权利要求1所述的一种基于声发射信号关键致灾因子的岩爆风险预警方法，其特征在于：声发射致灾信号的优选，遵循先声发射特征参数贡献最大原则，后声发射波形参数贡献最大原则，筛选、合并可以获得岩爆灾害关键致灾因子集合H，其计算公式如(14)。

H＝G∪F (14)