[发明专利]一种基于煤岩有效电磁辐射密集度的动力灾害预警方法

权利要求书

1.一种基于煤岩有效电磁辐射密集度的动力灾害预警方法，其特征在于，包括：

确定待监测的煤巷掘进巷道；

在待监测的煤巷掘进巷道迎头布置电磁辐射传感器；

利用所布置的电磁辐射传感器采集煤巷掘进过程中的煤巷掘进巷道迎头周围煤岩体产生的电磁辐射信号；

根据所采集的电磁辐射信号的持续时间和频谱特征，从所采集的电磁辐射信号中筛选出能表征煤岩体破裂的有效电磁辐射信号；

计算有效电磁辐射信号密集度，并计算有效电磁辐射信号密集度的变化率；

根据有效电磁辐射信号密集度及其变化率的大小，判断煤岩动力灾害的危险性；并根据预设的灾害预警准则，进行煤岩动力灾害危险性预警；

所述根据所采集的电磁辐射信号的持续时间和频谱特征，从所采集的电磁辐射信号中筛选出能表征煤岩体破裂的有效电磁辐射信号，包括：

采集待监测的煤巷掘进巷道区域的煤岩样品十块；

在屏蔽室内开展煤岩加载电磁辐射测试实验，获得煤岩样品受载破坏过程阵发性电磁辐射信号；对屏蔽室内获得的电磁辐射信号进行时-频分析，获得实验条件下电磁辐射信号的持续时间t₁、信号主频带的上边界M₁、信号主频带的下边界M₂、t₁的修正系数Δt、M₁的修正系数ΔM₁，以及M₂的修正系数ΔM₂；

对所述电磁辐射传感器采集到的电磁辐射信号进行时-频分析，获得其持续时间t₂、主频带的上边界a和主频带的下边界b；其中，所述电磁辐射传感器采集到的电磁辐射信号与屏蔽室内获得的电磁辐射信号处于同一频带范围；

若t₁-Δt≤t₂≤t₁+Δt且(a,b)∈(M₁-ΔM₁,M₂+ΔM₂)，则认为所述电磁辐射传感器采集到的电磁辐射信号为有效电磁辐射信号；反之，则认为是干扰信号。

2.如权利要求1所述的基于煤岩有效电磁辐射密集度的动力灾害预警方法，其特征在于，所述电磁辐射传感器包括低频电磁辐射传感器和高频电磁辐射传感器；其中，

所述低频电磁辐射传感器为接收频带为1Hz～5kHz的电磁辐射传感器；

所述高频电磁辐射传感器为接收频带为5kHz～20kHz的电磁辐射传感器。

3.如权利要求2所述的基于煤岩有效电磁辐射密集度的动力灾害预警方法，其特征在于，所述低频电磁辐射传感器与所述高频电磁辐射传感器组成组合式多频带电磁传感器，所述组合式多频带电磁传感器布置于掘进巷道迎头两帮距地面1.5m处；不同频带的电磁辐射传感器之间由铜质屏蔽材料组成的多层电磁屏蔽网隔开。

4.如权利要求2所述的基于煤岩有效电磁辐射密集度的动力灾害预警方法，其特征在于，所述利用所布置的电磁辐射传感器采集煤巷掘进过程中的煤巷掘进巷道迎头周围煤岩体产生的电磁辐射信号，包括：

利用所述低频电磁辐射传感器采集煤巷掘进过程中的煤巷掘进巷道迎头周围煤岩体产生的电磁辐射信号，得到低频电磁辐射信号；

利用所述高频电磁辐射传感器采集煤巷掘进过程中的煤巷掘进巷道迎头周围煤岩体产生的电磁辐射信号，得到高频电磁辐射信号。

5.如权利要求1所述的基于煤岩有效电磁辐射密集度的动力灾害预警方法，其特征在于，t₁取十块煤岩样品受载破坏过程阵发性电磁辐射信号持续时间的平均值；Δt取煤岩样品受载破坏过程阵发性电磁辐射信号持续时间的标准差；

M₁取十块煤岩样品受载破坏过程阵发性电磁辐射信号主频带上边界的平均值，M₂取十块煤岩样品受载破坏过程阵发性电磁辐射信号主频带下边界的平均值；ΔM₁取煤岩样品受载破坏过程阵发性电磁辐射信号主频带上边界的标准差，ΔM₂取煤岩样品受载破坏过程阵发性电磁辐射信号主频带下边界的标准差。