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《山东科技大学》 2004年
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岩体微地震的模式、定位及其失稳预报研究

逄焕东  
【摘要】:通过对含有缺陷岩体内部受外力后能量变化的分析,从理论上提出了岩体微地震产生的必要条件和充分条件 1/(2γ)(integral from V (σ_(ij)(?)_(i,j)dV)-integral from V ((?)_0dV)+integral from V ((G(?)_0dV))≥0,δ∏_i=0; 比较计算了实验模型的微地震定位与内部应力分布的关系,发现大部分微地震事件是受剪切作用破坏而引起的,比例大致占总数的1/2~2/3。由此推断在煤矿采区生产现场的微地震现象的大部分也是由剪切作用引起。 首次采用图形处理的方法对宏观尺度微地震现象进行模拟计算,发现不同检测门槛值得到的微地震模式可能有差异。利用小波分析方法实现了微地震信号的分解、重构和去除噪声。对能量频谱的PSD分析表明,Welch方法比FFT方法谱具有更好的分辨能力。编写了模拟计算程序,将矿体开采的几何尺寸,以及传感器间距等参数输入时可以判断定位计算能否收敛、收敛的速度如何,减少传感器布置的盲目性;通过对坐标系的平移和旋转变换,实现传感器的纠偏,给出了纠偏公式。 对微地震波的传播进行了理论分析和数值计算,得到了存在衰减的粘弹性介质中纵波的传播规律。运用Tikhonov正则化的处理方法对病态定位方程求解,得到了定位结果。对微地震进行数学实验,发现微地震事件的距离、能量和频数的变化及其各参数差分的变化趋势类似,在此基础上可以利用单一参数实现对岩石等材料的破坏预报:这个参数可以是微地震事件的距离,能量和频数中的一个。其后建立了ANFIS系统,通过训练得到了安全系数与距离,能量和频数的关系。 最后介绍了微地震监测系统的组成及应用。为减少误判,提出把岩体破裂的微地震定位预测与有限元计算相结合的方法,预报岩体的破裂区域。
【学位授予单位】:山东科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TD326

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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2 汪华君;;覆岩导水裂隙带井下微地震监测研究[J];矿业快报;2006年03期
3 杨永杰;陈绍杰;张兴民;逄焕东;;煤矿采场覆岩破坏的微地震监测预报研究[J];岩土力学;2007年07期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 汪华君;四面采空采场“θ”型覆岩多层空间结构运动及控制研究[D];山东科技大学;2006年
2 成云海;微地震定位监测在采场冲击地压防治中的应用[D];山东科技大学;2006年
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1 蒋升;鲁西煤矿微地震事件与覆岩运动特征的研究[D];山东科技大学;2006年
2 曲均浩;微地震监测煤与瓦斯突出的定位研究[D];山东科技大学;2007年
3 陶雪芬;湖南柿竹园多金属矿地压监测系统研究[D];武汉理工大学;2010年
4 张鹏海;基于虚拟现实技术的空区围岩稳定性评价[D];东北大学;2011年
【参考文献】
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【共引文献】
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2 裔裕峰;谢慧才;;钢丝网钢筋加固混凝土圆柱抗轴压破坏性能的声发射特性实验研究[J];四川建筑科学研究;2008年02期
3 张雪颖;阮怀宁;贾彩虹;;岩石损伤力学理论研究进展[J];四川建筑科学研究;2010年02期
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2 李东海;纪瀛皇;李明大;刘京宫;;一类分布参数系统的PID控制器设计[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
3 盛建红;廖文景;李伟明;;高山石膏矿井下矿柱安全系数计算及分析[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年
4 张宪标;汪沨;乐孟常;戴涛;;采用PIC法SF_6/N_2混合气体中绝缘子沿面放电特性仿真[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
5 王蒙;阳能军;王新刚;;声发射检测技术研究现状与发展趋势[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
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7 王明;李庶林;;声发射技术在结构安全监测中的研究与应用概述[A];第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2007年
8 付小敏;王旭东;;利用岩石声发射测试地应力数据处理方法的研究[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(二)[C];2007年
9 薛云亮;林峰;李庶林;;岩石不同围压压缩试验与损伤本构模型研究[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
10 张永杰;曹文贵;赵明华;赵衡;;考虑体积变化的饱和土固结排水统计损伤本构模型[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张帆;全景视觉图像质量优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 赵扬锋;煤岩变形破裂电荷感应规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
5 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
6 秦海华;Helmholtz方程的若干反问题研究[D];兰州大学;2010年
7 全惠敏;电能质量相关信号的S变换检测算法及应用研究[D];湖南大学;2010年
8 陈宇;电容层析成像反问题求解及图像重建算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 周红军;芳烃型连续重整集总反应动力学模型研究[D];华东理工大学;2011年
10 庞世红;夹层玻璃等效厚度研究[D];中国建筑材料科学研究总院;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李波;天池煤矿瓦斯分布规律及突出危险性研究[D];河南理工大学;2010年
2 黄春光;大倾角“三软”不稳定厚煤层放顶煤开采矿压规律研究[D];河南理工大学;2010年
3 李波;义安矿水力冲孔卸压增透消突技术研究[D];河南理工大学;2010年
4 赵文武;淮南矿区典型煤层水力冲孔技术参数研究及消突效果考察[D];河南理工大学;2010年
5 朱晓岭;多传感器信息融合技术在铣削过程监测中的应用研究[D];南昌航空大学;2010年
6 刘贞刚;煤岩体破裂的微地震响应特征研究[D];山东科技大学;2010年
7 韩福冬;再生混凝土基本力学性能的数理统计分析和可靠度研究[D];山东科技大学;2010年
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9 姜世元;缺陷法控制冲击地压的力学分析及应用[D];山东科技大学;2010年
10 李克建;济南燕翅山山体变形机理及治理研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王亚军,黄平,李生才;2004年7—10月国内安全事故统计分析[J];安全与环境学报;2004年06期
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3 孙连英;;可视化技术在矿业工程中的应用[J];北京联合大学学报(自然科学版);2007年03期
4 熊庆国;新型岩体声发射监测仪的研制与应用[J];长江科学院院报;1996年S1期
5 杨湖,王成;弹性波在锚杆锚固体系中传播规律的研究[J];测试技术学报;2003年02期
6 蒋海昆,张流,王琦;实验室声发射三维定位及标本波速场各向异性研究[J];地震;1999年03期
7 吴立新,史文中,Christopher Gold;3D GIS与3D GMS中的空间构模技术[J];地理与地理信息科学;2003年01期
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9 姜福兴;杨淑华;成云海;张兴民;毛仲玉;徐方军;;煤矿冲击地压的微地震监测研究[J];地球物理学报;2006年05期
10 许昭永,梅世蓉,庄灿涛,杨洪沧,包一峰;真三轴压缩时几种岩样微破裂定位的初步结果[J];地震学报;1992年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
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2 李庶林;杨念哥;尹贤刚;郑文达;C.Trifu;I.Leslie;;深井地压灾害微震监测技术研究[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
3 李爱兵;李庶林;陈际经;袁节平;王福坤;余宗兰;尹彦波;;柿竹园多金属矿床开采地压研究[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
4 王春来;吴爱祥;徐必根;唐绍辉;吉学文;严庆文;潘懿;黄学贵;;某深井矿山微震监测系统建立与网络优化研究[A];第十届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2008年
5 蒋金泉;毛仲玉;潘立友;;长壁工作面冲击地压发生的区域性与时间性[A];第六届全国岩石动力学学术会议文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 潘立友;冲击地压前兆信息的可识别性研究及应用[D];山东科技大学;2003年
2 李芳成;地下结构可靠性广义特征与应用研究[D];山东科技大学;2003年
3 陈学华;构造应力型冲击地压发生条件研究[D];辽宁工程技术大学;2004年
4 马其华;长壁采场覆岩“O”型空间结构及相关矿山压力研究[D];山东科技大学;2005年
5 蒋海昆;典型断层组合及不同温压条件下岩石变形过程中的声发射活动特征[D];中国地震局地质研究所;2000年
6 巨能攀;大跨度高边墙地下洞室群围岩稳定性评价及支护方案的系统工程地质研究[D];成都理工大学;2005年
7 何姣云;矿山采动灾害监测及控制技术研究[D];武汉理工大学;2007年
8 唐礼忠;深井矿山地震活动与岩爆监测及预测研究[D];中南大学;2008年
9 刘希灵;基于激光三维探测的空区稳定性分析及安全预警的研究[D];中南大学;2008年
10 彭欣;复杂采空区稳定性及近区开采安全性研究[D];中南大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 康厚清;预测突出的AE声发射信号自适应滤噪方法[D];煤炭科学研究总院;2001年
2 杨小彬;矿震与天然地震相关性的研究[D];辽宁工程技术大学;2002年
3 涂成立;武钢余化寺铁矿采场地压规律分析及控制对策研究[D];武汉科技大学;2001年
4 邢玉章;综放采场矿压显现异常机理的研究[D];山东科技大学;2004年
5 董建军;煤岩系统模型冲击倾向的数值模拟研究[D];山东科技大学;2004年
6 杨贵;综放开采导水裂隙带高度及预测方法研究[D];山东科技大学;2004年
7 巴晶;岩石变形声发射数据处理方法研究[D];中国地震局地质研究所;2004年
8 赵秋芳;煤层震波参数测试与研究[D];安徽理工大学;2005年
9 蔡峰;煤巷掘进过程中煤与瓦斯突出机理的研究[D];安徽理工大学;2005年
10 陈赞成;跑马坪矿采空区稳定性分析及处理措施研究[D];昆明理工大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王达胜;;导水裂隙带高度确定方法[J];能源与环境;2008年06期
2 侯玮;霍海鹰;田端信;李智慧;;三面采空综放采场采动阶段动力灾害机理[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2012年05期
3 吴建祥;;智能化井下矿体回采地压灾害监测系统的特点及应用[J];中国石油和化工标准与质量;2011年11期
4 王桦;程桦;刘盛东;;基于并行电阻率法的导水裂隙带适时探测技术研究[J];煤矿安全;2007年07期
5 曹广宇;;冒裂带高度的确定方法[J];煤炭工程;2011年02期
6 田书冲;邓晓谦;陈亚云;周桢钧;;煤矿冲击地压灾害发生机理及监测预报研究[J];煤矿现代化;2012年01期
7 李宝富;魏向志;苏士杰;任永康;;微震监测技术在顶板来压预测预报中的应用[J];工矿自动化;2010年11期
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9 李佃平;窦林名;牟宗龙;郭晓强;刘礼鹏;;孤岛型边角煤柱工作面反弧形覆岩结构诱冲机理及其控制[J];煤炭学报;2012年05期
10 侯玮;霍海鹰;;“C”型覆岩空间结构采场岩层运动规律及动压致灾机理[J];煤炭学报;2012年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 宋广东;王信;李付臣;魏忠民;刘统玉;胡宾鑫;;矿井微震监测中面临的问题探讨[A];2012中国矿山安全技术装备与管理大会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 徐良骥;煤矿塌陷水域水质影响因素及其污染综合评价方法研究[D];安徽理工大学;2009年
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4 李佃平;煤矿边角孤岛工作面诱冲机理及其控制研究[D];中国矿业大学;2012年
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6 郭建伟;煤矿复合动力灾害危险性评价与监测预警技术[D];中国矿业大学;2013年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘贞刚;煤岩体破裂的微地震响应特征研究[D];山东科技大学;2010年
2 安凤平;微震信号识别、定位及其在矿山安全管理中的应用[D];河北工程大学;2011年
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6 申凯;边角煤采场围岩应力分布规律与防冲设计研究[D];山东科技大学;2011年
7 张新国;采场覆岩破坏规律预测及咨询系统研究[D];山东科技大学;2006年
8 邓皓;危险场所动目标定位方法与跟踪技术研究[D];重庆大学;2007年
9 王志刚;覆岩主关键层对导水裂隙演化影响的研究[D];中国矿业大学;2008年
10 孙利辉;断层孤岛煤柱轻放工作面矿压显现规律研究[D];河北工程大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 纪洪广,贾立宏,李造鼎;混凝土材料在单轴拉伸时的声发射机理探讨[J];东北大学学报;1995年05期
4 方亚如,蔡戴恩,刘晓红,李纪汉,郝晋昇,耿乃光;含水岩石破裂前的声发射b值变化[J];地震;1986年02期
5 关杰,张兆平,郑治真,张少泉;激发地音在冲击地压防治中的应用[J];地震;1990年02期
6 耿鲁明,石耀霖,张国民;地震活动的简化模型研究[J];地震;1993年01期
7 张国民,张永仙,石耀霖;地震前兆复杂性的数值模拟研究[J];地震;1994年01期
8 张流,许昭永,陆阳泉;地震前兆场物理机制实验研究的新进展[J];地震;1995年S1期
9 蒋海昆,张流,周永胜;不同温度条件下花岗岩变形破坏及声发射时序特征[J];地震;2000年03期
10 熊秉衡,王正荣,张永安,佘灿麟,许昭永,杨润海,赵晋明,王彬;地震微破裂成核过程的实验模拟研究[J];地球科学;2000年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 焦明若;孕震过程的数学物理模拟及其在地震预测研究中的应用[D];中国地震局地球物理研究所;2000年
2 蒋海昆;典型断层组合及不同温压条件下岩石变形过程中的声发射活动特征[D];中国地震局地质研究所;2000年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 周宏;微地震波裂缝监测技术在油田开发中的应用[N];中国石油报;2005年
6 本报记者 江丛干;感受江西5.7级地震[N];中华工商时报;2005年
7 冯俊扬;菲泥石流:1700多人瞬间遭灭顶之祸[N];新华每日电讯;2006年
8 特约记者 林勇;胜利油田首次自主微地震压裂监测采集试验成功[N];东营日报;2010年
9 通讯员 张惠丽 芦柏丽;井间微地震监测技术应用于大庆油田[N];中国石油报;2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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2 张文起;松辽盆地朝长地区扶杨油层构造裂缝分布定量预测[D];中国地质大学(北京);2009年
3 王岩楼;葡西地区特低渗透油藏流体识别技术综合研究[D];浙江大学;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张娜玲;基于微地震监测的油井压裂裂缝成像算法研究[D];吉林大学;2010年
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3 赵博雄;微地震正演模拟与反演定位研究[D];吉林大学;2014年
4 安凤平;微震信号识别、定位及其在矿山安全管理中的应用[D];河北工程大学;2011年
5 李仕彦;水力压裂地面微地震监测系统及震源定位方法研究[D];西南石油大学;2013年
6 于腾;基于改进小波变换的微地震信号噪声压制技术研究[D];吉林大学;2014年
7 王东霞;基于DSP技术的井下微地震实时监测系统[D];山东科技大学;2003年
8 朱伟勇;基于MATLAB的微地震震源定位的研究与实现[D];浙江工业大学;2011年
9 王连飞;基于遗传算法的油井压裂微震震源点的定位技术研究[D];吉林大学;2012年
10 张霁潮;基于射线追踪的微地震正演模拟[D];长江大学;2013年
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