采煤机截齿截割阻力曲线分形特征研究

基于分形理论，给出了分形特征的一般形式及其计算方法——非闭合分形曲线长度与围成面积的估算模型和盒维数的算法。在盒维数计算中，提出了覆盖曲线盒子总数的累加算法，并明确给出了评价截割阻力曲线的分形维数等特征量的实际物理含义。     

新疆阜康矿区煤的吸附孔分形特征试验研究

为研究新疆阜康矿区煤的吸附孔分形特征,进行了低温氮吸附试验,采用BET模型和BJ H模型计算得到煤的孔隙比表面积及体积,应用FHH模型计算煤的孔隙分形维数,分析了分形维数与煤质参数及孔隙参数关系。试验结果表明:阜康矿区煤的孔隙A=D一3在研究尺度范围内分形特征明显,分形维数为2.25045~2.56277;煤的孔隙分形维数与水分呈负相关关系,与灰分呈正相关关系,与固定碳含量呈二次函数关系,与挥发分关系不明显;分形维数与孔隙直径为负相关关系,与孔隙比表面积、孔隙体积呈正相关关系;分形维数与中孔比表面积及体积占比呈负相关关系,与微孔和过渡孔体积占比呈正相关性,但与两者比表面积占比无明显关系。     

岩土开挖爆破震动效应安全判据的探讨

通过理论分析和对爆破震动效应监测资料的总结，探讨了爆破地震波频谱、作用时间对建立爆破震动效应安全判据的影响，提出了建立以质点振动速度峰值为主、地震波频谱和作用时间为辅的多参数安全判据以及合理确定爆破规模、爆破参数以尽量减小地震波强度、频谱、作用时间危害的建议。     

基于盒维数的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承振动信号的特点 ,从分形原理出发 ,利用盒维数的概念 ,对由滚动轴承故障产生的非平稳、非线性信号进行了分形特征的盒维数定量描述。试验结果表明 ,由于滚动轴承不同故障动力学产生的机制不同 ,其盒维数明显不同。因此利用盒维数可以准确地诊断出滚动轴承的工作状态     

邻近隧洞爆破的FLAC3D模拟

运用FLAC3D计算软件,对既有隧洞受邻近隧洞爆破震动的影响进行了模拟,得出在爆破地震波作用下,隧洞周边围岩应力、位移的分布情况和峰值振动速度的分布情况.     

基于分形盒维数和小波包能量矩的垮落煤岩性状识别

针对综放工作面垮落煤岩性状识别的技术问题,采集了综放开采现场垮落煤岩冲击液压支架后尾梁的振动信号,提出了一种基于分形盒维数和小波包能量矩的识别方法。该方法结合分形盒维数对非线性信号整体定量描述的特点和小波包能量矩对非线性信号在各频带精细描述的特点,先对振动信号进行分形特征分析,求出其盒维数,然后对振动信号进行小波包变换,并计算各频带的能量矩。以分形盒维数和小波包能量矩构造特征向量,并作为BP神经网络的输入来识别顶煤垮落和顶板岩石垮落两种工况。试验结果表明:分形盒维数和小波包能量矩构造的特征向量可用于识别垮落煤岩,识别率达到95%。     

基于改进小波阈值去噪与分形盒维数的矿山微震初至波到时拾取研究

微震初至波到时精确拾取是提高震源定位精度的关键因素。针对传统初至波到时拾取算法易受信噪比影响而检测不准的问题，基于小波变换多尺度分析与分形盒维数描述信号复杂性和不规则性的特点，提出了一种改进型小波阈值去噪与分形盒维数拾取相结合的微震初至波到时高精度拾取算法。该算法通过构造一个可调参数阈值函数来确定阈值和选取自适应阈值规则，对微震信号进行有效降噪，在计算盒维数曲线提取到时，实现了初至波到时的精确检测。试验结果表明，所提算法在低信噪比条件下，微震初至波到时拾取精度优于3.6 ms,拾取精度相比传统能量比法和赤池信息准则法有明显提高。     

动采影响下地下井巷的动力特性

通过地下井巷的生产爆破震动观测试验，在峰值质点振动速度及其主振动频率分析的基础上，较为详尽地论述了动采作用下地下井巷的动力特性。通过分析生产爆破震动观测结果，具体探讨和解释了地下开采生产爆破所产生的震动现象及其原因，并得出了比例药量与距离条件下的峰值质点振动速度衰减经验公式，基于峰值质点振动速度衰减规律的分析，指出爆破震动在生产爆破点邻近区域衰减较快，生产爆破产生的质点振动速度主振频率分布在以45Hz为中心的较小范围，同时指出峰值质点振动鎏度及其主振频率主要受爆破药量与观测距离影响，而且爆破地震波的传播还与介质体的物理几何特性密切相关。     

爆炸作用下介质损伤破坏的分形研究

根据盒维数的计算原理,提出了爆炸载荷下爆生裂纹分形维数的计算方法,并建立了分形维数与爆破损伤度之间的对应关系。利用Matlab软件编写了基于数字图像的爆生裂纹盒维数算法。利用该算法对普通药包和切缝药包两种爆破方式下爆生裂纹的分形特征进行了分析,确定了炮孔周围不同区域的损伤度。结果表明,在普通药包爆破中,随着爆生裂纹的扩展,爆破引起介质的损伤逐渐降低,在炮孔相同距离处,介质的爆破损伤度基本一致。在切缝药包爆破中,爆破介质的损伤度有区域性和方向性特征,在爆生裂纹I区,沿切缝方向产生的爆破损伤较普通药包爆破时相应区域的损伤程度略有降低,且切缝方向的损伤度下降更为显著;对于爆生裂纹II区,沿切缝方向产生的爆破损伤高于普通药包爆破时相应区域的损伤度,而非切缝方向的爆破损伤有明显下降;对于爆生裂纹III区,沿切缝方向产生的爆破损伤明显增加,相应非切缝方向产生的爆破损伤显著降低。基于分形维数的爆破损伤度计算,可用于定量评价爆生裂纹的空间分布特征,为研究岩石爆破损伤的演化规律提供了一条新的途经。     

小波包分形技术在泵机组故障诊断中的应用

针对泵机组振动信号的非线性和非平稳特征,根据小波包和分形理论,引入小波包分形技术对泵机组常见故障类型进行研究。使用盒维数分别计算经过降噪处理的故障信号和对原始信号进行2层小波包分解的4个频带信号,结果表明:250~500 Hz频段状态信号盒维数的区分度最大,最适合作为泵机组的故障特征量;中高频信号的维数值对复合故障和松动故障比较敏感,通过量化中高频信号的维数值,能够有效捕捉到复合故障和松动故障信息。     

佛子冲铅锌矿田线性构造的分形特征

利用ASTER GDEM数字高程模型(DEM)作为数据源,以线段追踪算法(STA)提取了佛子冲铅锌矿田的线性构造,并采用计盒维数法计算了各个区段相应的线性构造分维值,然后做出了线性构造分维等值线图。结果显示该区域线性构造具有良好的统计自相似性和分形特征,线性构造分维值的高低反映了线性构造展布结构的复杂程度。已知铅锌矿床(点)主要分布在高分维值区或附近,表明线性构造分维值可以作为线性构造发育程度与成矿属性的重要参数。     

确定延时爆破间隔时间的新方法

随着城市的发展,城市爆破对振动的控制越来越严格,延时爆破是比较常用的减振手段之一。依据波的叠加原理与波的干涉,对爆破地震波的叠加效应进行理论分析,可以推导出2孔延时爆炸产生爆破地震波叠加的波动方程,得出延时爆破的最佳间隔时间;同时利用波形峰值包络线的思想与爆破地震波叠加的波动方程,拟合出了测点处质点振动速度的近似解析式;最后通过案例,利用单炮次爆破振动波形图,拟合测点处质点振动速度的表达式,根据不同延时间隔时间爆破振动的理论波形图,确定最佳的延时爆破间隔时间。     

分形计盒维数的微震波初至自动识别

微震波初至到时的自动拾取是实现微震震源定位的技术难点,也是微震监测数据处理的关键技术之一。在分形原理和计盒维数的基础上,建立了分形计盒维数模型,对不同类型的微震波初至到时的计盒维数特征进行分析和描述,并针对不同微震波时间序列进行分析和研究,提出了分形计盒维数自动识别微震波初至到时的具体方法,利用分形盒维数法对具有不同噪声信号的微震波初至到时进行了研究,提高了自动拾取结果的准确性。研究结果表明,典型的信噪比高的微震波,到时自动拾取的结果与手工拾取的结果基本一致;信噪比低和到时点不清晰的微震波自动拾取必须先经过小波分析后应用计盒维数法来识别。     

爆破震动信号的小波包分析

爆破引起的震动非常复杂,是一种典型的非平稳信号。利用小波分析良好的时频局部化性质,可以很好地对爆破地震波进行信号重构和能量分析。利用MATLAB的“db6”小波基函数,编制MATLAB程序,把震动信号划分为几个频带进行分析,在每个频带上选取该波段的速度峰值及其主频,据此得出不同频带上的能量分布情况。通过对实测爆破震动信号的小波包分析可以看出,大多数信号的主频位于0～15 Hz以内的中低频带内,这对爆破震动的安全控制具有现实意义。     

地震波跨河道传播衰减规律及振速预测

为了分析河道对爆破地震波传播的影响并提高预测河道对岸测点振速的准确性,采用ANSYS/LS-DYNA软件建立不同河道参数的模型。模拟结果表明：河道对岸测点峰值振速与河道宽度为负相关关系;河道深度和河道与爆源距离的改变对河道岸边近区地震波的传播影响较大,对远区影响较小;水深对地震波的传播影响较小。然后结合模拟结果和量纲分析法,对萨道夫斯基公式进行修正,经金堆城矿区现场爆破试验验证,其预测的振速误差较萨道夫斯基公式平均降低了约79.43%,更适用于预测地震波跨河道传播振速。     

基于EMD-HHT的地下浅孔爆破振动规律研究

为了研究金沙矿业官房矿段地下浅孔爆破作业过程中地震强度过大的问题,采取爆破振动监测手段在地表对两次不同炸药量的爆破作业进行监测.基于HHT方法和EMD分解对地下浅孔爆破地震波信号的峰值振速、频率和振幅进行了分析.结果表明:峰值振速反映爆破振动强度及最大荷载区域,主振频率反映爆破作业下建(构)筑物的动态响应情况.地下浅孔...     

岩石场地爆破振动衰减模型及减隔振效应研究

为了研究爆破地震波的衰减规律和减振沟、隔振空孔减振效果,结合实际工程项目,对有无减隔振措施的爆破振动进行了多次现场监测,并对实测结果进行回归分析。结果表明,基于萨道夫斯基经验公式,利用波形分段对应方法建立的优化爆破振速衰减模型与实测结果较为吻合,在径向方向和垂直方向上平均误差分别为17.04%和10.76%; 减振沟和隔振空孔具有明显降低爆破地震效应的作用,在近爆源区减振率最大,且减振沟和隔振空孔的减振率随着爆心距增加而快速减小,在现场合理利用减振措施可显著降低爆破地震效应,消耗应力波能量。在已建立衰减模型的基础上,提出了爆破地震波作用下的拟静力地震效应评价方法,利用爆破振动影响系数可以快速判断临近边坡和建筑物在地震作用下的稳定性,为后期爆破施工提供参考。     

精确毫秒延时控制爆破地震反应谱特性研究

利用地震工程中应用较为成熟的反应谱理论对精确毫秒延时控制爆破地震进行研究,设计开展了边坡爆破开挖相似模型试验,分析了不同毫秒延时对爆破地震反应谱特性的影响,考虑结构密集振型间相互影响,结合完全二次项组合法（CQC）求得结构反应总效应值。结果表明：短毫秒延时控制爆破地震反应谱曲线体现为多峰值特性,且峰值对应周期范围窄,通常在几毫秒区间内;随孔间毫秒微差的增加,反应谱峰值对应结构自振频率逐渐降低,愈趋接近构筑物自振频率,不利于构筑物安全;合理孔间延期时间选取时,应综合考虑爆破振动强度、岩体爆破效果和构筑物动力效应特性3个方面因素;试验条件下,合理孔间延期时间为2 ms。     

基于EMD-HHT和小波理论的地下浅孔爆破振动规律研究

为了深入研究爆破振动波的传播规律,基于EMD-HHT和小波理论分析了金沙矿业官房矿区402矿段的爆破振动信号。分析结果表明,爆破振动信号的优势能量频率带和能量分布时间主要集中在50Hz、0.65s以内,爆破振动能量的最大值为0.0111cm2.s-2,能量分布主要呈正态分布,在频率为20Hz时能量分布达到了峰值,占爆破振动能量的11.8%,爆破振动信号的最大瞬时能量随着最大单响药量的增加逐渐加大。