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基于自适应轮动归类的微震震相识别方法

地球物理学报 2023年第2期66卷 731-745页

作者：贾宝新李峰辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000

震相识别为震源定位提供了可获取必需初始数据的微震信号片段.基于自适应高通滤波、背景噪声幅值上下界计算、轮动圆半径计算及轮动迭代、超限点归类分组4个信号处理流程提出了自适应轮动归类法,并分析了4个初始参数的影响程度及其取值... 详细信息

震相识别为震源定位提供了可获取必需初始数据的微震信号片段.基于自适应高通滤波、背景噪声幅值上下界计算、轮动圆半径计算及轮动迭代、超限点归类分组4个信号处理流程提出了自适应轮动归类法,并分析了4个初始参数的影响程度及其取值依据.通过计算背景噪声与微震响应的特征值提出了用于判定微震信号有效性的微震信号信噪比(SNRmss),将SNRmss与信号长度分别同震相识别方法的计算速度与识别偏差进行了相关性分析.对比分析了模型试验与实际工程下该方法与改进长短时窗法(STA/LTA)在识别准确率、识别稳定性、计算速度、计算稳定性等方面的优劣.结果表明:相较改进STA/LTA方法,自适应轮动归类法对长度不同信号的识别容错率与稳定性更高.在模型试验下,自适应轮动归类法的识别准确率提高了25.0%,识别偏差标准差为前者的17.4%,计算时间平均值、标准差分别为前者的44.2%、67.4%;实际工程中,自适应轮动归类法的识别准确率提高了4.8%,识别偏差标准差为前者的34.2%,计算时间平均值、标准差分别为前者的40.9%、55.9%.

关键词：微震监测震相识别模型试验自适应轮动归类法改进STA/LTA方法

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基于TFA-DC到时拾取的双震相微震震源定位方法

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煤炭学报 2022年第2期47卷 817-827页

作者：贾宝新李峰辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000

针对双震相定位中S波初至到时拾取困难的问题,提出了同时使用由基于时频分析的下山比较法(TFA-DC方法)所得P波精确到时与S波峰值到时的双震相定位方法(TD-DL方法)。引入计算发震时刻估计值的双震相目标函数,将其中双震相波速整合为震相... 详细信息

针对双震相定位中S波初至到时拾取困难的问题,提出了同时使用由基于时频分析的下山比较法(TFA-DC方法)所得P波精确到时与S波峰值到时的双震相定位方法(TD-DL方法)。引入计算发震时刻估计值的双震相目标函数,将其中双震相波速整合为震相传播速度,并与震源坐标一同作为未知量代入粒子群算法中进行计算,以此同TFA-DC方法组成了TD-DL方法。利用TFA-DC方法拾取P波到时与S波到时的特点,结合模型试验下2种单震相与TD-DL方法的定位结果分析,获取了单、双震相定位之间的区别与联系,并论证了该方法提高定位精度的原理。通过对比矿震信号下2种单震相与TD-DL方法在定位精确度与稳定性方面的优劣,对该方法的优越性进行了验证。结果表明:由于S波到时约束信息的增加以及目标函数的最小值趋向作用,TD-DL方法提高了对检波器坐标、双震相到时等已知信息的统合能力,使其定位结果趋于2种单震相定位结果较真实震源误差更小的一方,并且利用TFA-DC方法对于P波与S波拾取到时的偏移关系,在一定程度上抵消了P波、S波单震相计算所得的定位误差,从而达到提高震源反演定位精度的效果;模型试验下TD-DL方法定位误差平均值分别为P波、S波单震相定位的23.9%和18.9%,定位误差标准差分别为P波、S波的50.9%和36.9%,工程数据下TD-DL方法定位误差平均值分别为P波、S波单震相定位的8.1%和12.6%;各坐标轴上坐标可变检波器的数量与定位结果在相应坐标轴上的误差呈负相关关系,高精度定位对检波器空间高密度布置的要求可简化为检波器在各轴对应自由面上的高密度布置。

关键词：矿山微震震源定位双震相定位 TFA-DC方法 TD-DL方法

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矿山地震监测台站的空间分布研究与应用

煤炭学报 2010年第12期35卷 2045-2048页

作者：贾宝新李国臻辽宁工程技术大学土木与交通学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学冲击地压研究院辽宁阜新123000

为了提高矿山地震定位精度,在分析定位误差产生原因的基础上,研究了矿震监测台站的空间分布,提出了台站空间分布准则。研究表明,定位误差主要来自于随机定位误差和系统偏差。在给定速度模型时,随机误差由地震波到时准确性和震中与观测... 详细信息

为了提高矿山地震定位精度,在分析定位误差产生原因的基础上,研究了矿震监测台站的空间分布,提出了台站空间分布准则。研究表明,定位误差主要来自于随机定位误差和系统偏差。在给定速度模型时,随机误差由地震波到时准确性和震中与观测站间的几何图形来决定。通过在北京昊华能源有限公司木城涧煤矿的实际应用表明,该方法有效地提高了矿震定位的精度。

关键词：矿震监测台站空间分布定位误差

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层状介质采空塌陷区微震波传播速度模型构建

中国矿业大学学报 2022年第4期51卷 674-688页

作者：贾宝新周琳力辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000

为提高微震源定位精度,构建精细化微震波速度模型,基于层状均匀介质假设,定义震波等效传播路径和等效波速,分段构建采空塌陷区“三带”波速模型.开展室内相似材料模型试验,实测人工震源微震信号,依据波速模型计算震波传播等效波速,分析... 详细信息

为提高微震源定位精度,构建精细化微震波速度模型,基于层状均匀介质假设,定义震波等效传播路径和等效波速,分段构建采空塌陷区“三带”波速模型.开展室内相似材料模型试验,实测人工震源微震信号,依据波速模型计算震波传播等效波速,分析采空塌陷区内震波等效波速变化特征,并与实测等效波速对比.结果表明:采空塌陷区内等效波速规律性较弱,单一函数难以表示,可用分段形式建立波速模型;采空塌陷区不同带产生的震波等效波速差异大,最大差值近900 m/s;震波等效传播路径距采空塌陷区中线越近,实测等效波速越低;采空塌陷区波速模型计算相对误差可控制在10%以内.该波速模型可以有效描述采空塌陷区的波速结构.

关键词：微震监测波速模型层状介质相似模型采空塌陷区

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采动影响下沿空巷道变形破坏与锚杆支护

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2011年第6期30卷 810-813页

作者：贾宝新辽宁工程技术大学土木与交通学院辽宁阜新123000

为直观了解回采工作面超前支护段应力分布规律及相邻工作面开采应力分布规律,对巷道的支护方案进行初步支护设计,提出四种支护方案,应用大型有限差分软件FLAC3D对不同方案进行分析,通过对计算结果对比分析,对三种支护方案进行优化,结果... 详细信息

为直观了解回采工作面超前支护段应力分布规律及相邻工作面开采应力分布规律,对巷道的支护方案进行初步支护设计,提出四种支护方案,应用大型有限差分软件FLAC3D对不同方案进行分析,通过对计算结果对比分析,对三种支护方案进行优化,结果表明:工作面倾斜方向的固定支承压力影响范围一般为15～30 m,少数可达到35～40 m,支承压力峰值位置距离煤壁一般为15～20 m,应力增高系数为2～3,采用锚网索耦合的方法对回采巷道进行支护是合理可行的。

关键词：回采巷道锚杆支护 FLAC3D 优化煤壁压力

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深部节理岩体局部破裂化数值模拟分析

中国矿业大学学报 2014年第3期43卷 409-414页

作者：孙闯张向东贾宝新辽宁工程技术大学土木与交通学院辽宁阜新123000

基于Hoek-Brown应变软化模型及量化地质强度指标IGS围岩评级系统,分析了深部节理岩体在开挖卸载过程中强度的弱化行为.通过FLAC3D软件构建精细数值模型,分析不同IGS质量等级岩体局部破裂化特征.研究表明:当IGS=75时,围岩局部破裂化现象... 详细信息

基于Hoek-Brown应变软化模型及量化地质强度指标IGS围岩评级系统,分析了深部节理岩体在开挖卸载过程中强度的弱化行为.通过FLAC3D软件构建精细数值模型,分析不同IGS质量等级岩体局部破裂化特征.研究表明:当IGS=75时,围岩局部破裂化现象并不明显,随着IGS指标的降低,围岩出现应变局部化现象,破碎带范围随着IGS指标降低而增大;当采用不同网格密度的数值模型进行计算时,围岩最终位移量较为接近,但所获得的围岩特征曲线在低围岩压力区域存在一定差异,表明在采用收敛约束法计算支护结构稳定性时,不考虑分区破裂化影响时所获得的计算结果要偏于安全.

关键词：深部地质强度指标应变软化局部破裂化

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矿震和采空区影响下围岩动力响应模型试验

爆炸与冲击 2019年第1期39卷 120-127页

作者：王帅张向东贾宝新辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000

为得到矿震与采空区同时存在时围岩动力响应规律,以进一步得到两者耦合致灾机理,采用模型试验方法,进行带孔圆板冲击试验。得到采空区围岩产生与重力无关的负加速度和呈指数增长的切向加速度的试验结果。根据单组试验结果,得到矿震与采... 详细信息

为得到矿震与采空区同时存在时围岩动力响应规律,以进一步得到两者耦合致灾机理,采用模型试验方法,进行带孔圆板冲击试验。得到采空区围岩产生与重力无关的负加速度和呈指数增长的切向加速度的试验结果。根据单组试验结果,得到矿震与采空区的耦合致灾机理,包括加剧覆岩沉陷和冒落、中夹岩柱产生指向震源的加速度、上部地表产生水平剪切加速度等结论。综合试验结果,采空区孔径的尺寸效应和矿震动荷载的放缩效应不会影响上述试验结论。

关键词：矿震震波采空区动力响应三下开采

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矿震震波传播规律的三维模型及其应用

煤炭学报 2012年第11期37卷 1810-1814页

作者：潘一山贾宝新王帅郭影辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学土木与交通学院辽宁阜新123000 沈阳大学建筑工程学院辽宁沈阳110044

针对目前矿震震波的传播模型尚不完善这一问题,通过分析矿震产生的机理,对矿震进行分类。同时建立矿震发生的三维激振模型,进而导出矿震波的传播模型。通过在矿震监测系统的应用表明,该模型有效提高了震级计算和定位计算的精度。模型的... 详细信息

针对目前矿震震波的传播模型尚不完善这一问题,通过分析矿震产生的机理,对矿震进行分类。同时建立矿震发生的三维激振模型,进而导出矿震波的传播模型。通过在矿震监测系统的应用表明,该模型有效提高了震级计算和定位计算的精度。模型的建立解释了矿震发生的机理。

关键词：矿震震波传播规律激振模型震级定位

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高铁地震信号衰减特征分析及震源函数验证

振动与冲击 2022年第24期41卷 226-233页

作者：贾宝新周志扬苑文雅辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 中国地震局地质研究所北京100000

高铁震源作用下地震波的特征分析和应用探究是高铁地震学的研究重点。对高铁地震信号衰减特征的分析有助于地下结构的探测和反演,能够反映实际高铁地震信号突出特征的高铁震源函数,为扩展相关应用领域提供了基础。通过将行驶中的高铁列... 详细信息

高铁震源作用下地震波的特征分析和应用探究是高铁地震学的研究重点。对高铁地震信号衰减特征的分析有助于地下结构的探测和反演,能够反映实际高铁地震信号突出特征的高铁震源函数,为扩展相关应用领域提供了基础。通过将行驶中的高铁列车简化为移动的多组点源模型,综合考虑地震波衰减的影响因素,合成了高铁震源函数;通过现场监测试验,分别分析了振动速度、瞬时能量谱和边际谱的衰减特征。对比分析实际高铁地震信号与合成高铁地震信号的衰减特征,结果表明:振动速度和瞬时能量的衰减趋势一致,与震源距离越近,振动速度和瞬时能量的衰减程度越大;距离震源35 m和55 m处产生了局部振动增大现象;利用合成高铁震源函数反映高铁地震信号能量衰减征是可行的。

关键词：高铁地震学高铁震源函数点源模型衰减特征振动增大现象