一种微震信号自动采集识别方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及煤矿安全生产技术领域，公开了一种微震信号自动采集识别方法及系统，包括信号处理模块，以及与信号处理模块分别连接的信号采集模块、信号分析模块和显示模块。信号采集模块，用来以固定频率连续采集各类震动信号并汇总，随后将采集到的震动信号发送给信号处理模块；信号处理模块用来对采集到的震动信号进行处理，并判断出最后有效的微震信号；信号分析模块，用来对微震信号进行后续深度分析处理，并形成分析结果；显示模块用来接收并显示分析结果。本方案具有精准区分干扰信号，识别判断出微震信号的有益效果。判断出微震信号的有益效果。判断出微震信号的有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种微震信号自动采集识别方法及系统


[0001]本专利技术涉及煤矿安全生产
，具体涉及一种微震信号自动采集识别方法及系统。

技术介绍

[0002]目前对于矿井的各类监测、预警及评价技术、方法仍处于探索和研究阶段，存在较大的局限性和不确定性，例如“关键层”理论、瞬变电磁法等。而微震技术由于不受井下金属体、供电、积水等干扰，可大大提高监测的抗干扰性和准确性。
[0003]现有技术中，有一种微震信号智能监测识别设备及识别方法，包括依次连接的微震信号 采集部分、微震信号处理部分和微震信号预警部分，微震信号采集部分用于信号的采集，微 震信号处理部分用于微震信号的处理，微震信号预警部分根据微震信号处理部分处理后的信 号进行识别，对信号进行预警；该设备属于全自动智能微震监测识别分类设备，与传统的人 工识别相比，本设备分类结果更可靠，实时性更高、节省人力物力。该设备针对岩石破裂信 号和爆破信号进行识别，与传统的监测所有微震信号相比，能更好的应用于实际工程中。
[0004]该方案虽然能对微震信号进行智能识别分类，但是其对于其他干扰信号的识别、区分效 果不够理想，故现在需要研究一种区分各种干扰信号从而对微震信号精准识别的技术手段。

技术实现思路

[0005]本专利技术意在提供一种微震信号自动采集识别方法及系统，以解决由于干扰信号过多导致 微震信号不能精准识别的技术问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种微震信号自动采集识别系统，包括信 号处理模块，以及与信号处理模块分别连接的信号采集模块、信号分析模块和显示模块；
[0007]信号采集模块，用来以固定频率连续采集各类震动信号并汇总形成采集震动信号，然后 将采集到的采集震动信号发送给信号处理模块；
[0008]信号处理模块，包括初步筛选单元和处理单元；
[0009]初步筛选单元，按照预先储存的判断条件对接收到的采集震动信号进行初步筛选判断， 若符合判断条件，则判定该采集震动信号为微震信号，并将微震信号发送至处理单元；反之， 则判定该采集震动信号为干扰信号；
[0010]处理单元，接收微震信号，并按照预设处理步骤对所述微震信号进行处理后形成有效微 震信号，然后将有效微震信号发送至信号分析模块；
[0011]信号分析模块，接收有效微震信号后，对该有效微震信号进行后续深度分析处理并形成 分析结果。
[0012]显示模块用来接收并显示分析结果。
[0013]本方案的原理及优点是：实际应用时，能够利用预先设置的震动频率范围和振幅范围， 对微震信号以及其他干扰信号，例如机械震动、车辆震动和井下放炮产生的震动进行识别区 分，在大量的震动信号中对微震信号进行精准识别；然后对采集到的微震信号进行分析处理， 先计算出微震信号的能量值，并通过设置的能量标准值对微震信号进行筛选，得到有效微震 信号后，在信号分析模块中计算其具体位置信息，并且统计微震信号的能量、震动频率以及 发生频率，最后将分析统计结果储存在识别系统中，然后通过显示模块将有效微震信号的统 计分析结果显现出来，更直观地向工作人员展示，以便工作人员能够及时查看有效微震情况 并针对有效微震采取对应措施，保证矿产作业的安全性。
[0014]优选的，作为一种改进，预先储存的判断条件为，震动信号的震动频率和振幅在预设范 围内。
[0015]在系统中预先设置震动频率和振幅的具体范围，来对微震信号以及其他干扰信号进行初 步筛选区分，从而过滤掉其他干扰信号，能够减少后续对微震信号的分析识别工作，提高系 统的识别准确度以及工作效率。
[0016]优选的，作为一种改进，干扰信号包括机械震动信号、车辆震动信号和井下放炮震动信 号。
[0017]针对矿井日常工作产生的常见震动，矿场大量机械工作时会产生大量的机械震动，车辆 在运行时也会产生震动，同时矿井的开采会进行井下放炮作业，同样会产生大量震动，将这 些干扰震动信号与井下微震信号进行区分，能够有效地对井下微震信号进行监测，从而对矿 井的环境安全性进行正确评估，提高矿业工作的安全性，保证工作人员的人身安全。
[0018]优选的，作为一种改进，预设处理步骤为，计算当前微震信号携带的能量值，并将计算 出来的能量值与标准值对比，若能量值大于等于标准值，则储存当前微震信号对应的震动信 息。
[0019]对初步筛选出来的微震信号进一步筛选，通过微震信号所携带的能量进行筛选，过滤掉 一些携带能量少，不对生产安全产生威胁的微震信号，从而在初步筛选出来的微震信号中， 将能够对矿产作业安全造成影响的有效微震信号精准识别出来，提高系统对微震信号识别的 准确率和效率。
[0020]优选的，作为一种改进，预设范围为，震动频率在2
‑
3赫兹内，振幅在1
‑
5毫米内。
[0021]通过对常见干扰信号频率以及振幅的统计分析，将微震信号震动频率和振幅设置在此范 围内，对若干震动信号进行初步筛选识别，从而减少后续系统对识别信号的计算分析量。
[0022]优选的，作为一种改进，标准值为100焦耳。
[0023]通过研究计算出当微震信号所携带的能量值为100焦耳时，才能够对矿业生产造成一定 影响，若是低于此能量界限的微震信号，对生产安全造成的影响微乎其微，可以直接忽略， 通过设置的能量值来进行初步筛选，也能够减少系统信号识别的工作量，加快系统识别效率。
[0024]优选的，作为一种改进，后续深度分析处理包括定位分析、统计和智能学习；所述定位 分析为，分析出当前微震信号的具体位置；所述统计为，统计所有储存的微震信号的能量和 频率；所述智能学习为，学习当前微震信号的特点。
[0025]对于满足采集要求的微震信号，不仅要分析出它们的具体位置，同时还要统计所有识别 到的微震信号的能量、频率和发生频率，同时分析微震信号的特点加以学习，提高系统对微 震信号识别的准确率。
[0026]本专利技术还提供了一种微震信号自动采集识别方法，包括以下步骤：
[0027]步骤S1，信号采集模块以固定频率连续采集各类震动信号并汇总形成采集震动信号，然 后将采集到的采集震动信号发送给信号处理模块；
[0028]步骤S2，信号处理模块接收采集震动信号，并由初步筛选单元对采集震动信号按照预先 储存的判断条件进行初步筛选判断，若判断震动信号为微震信号，则将微震信号发送给处理 单元；
[0029]步骤S3，处理单元接收微震信号，并按照预设处理步骤对微震信号进行处理，若微震信 号的能量值大于等于标准值，则判定该微震信号为有效微震信号并储存该有效微震信号的震 动信息，并将该有效微震信号发送至信号分析模块；
[0030]步骤S4，信号分析模块接收该有效微震信号，并对该有效微震信号进行后续深度分析处 理；首先分析出当前有效微震信号的具体位置信息；其次统计储存的所有有效微震信号能量 和微震频率；最后根据有效微震信号的特点进行智能学习，并将有效微震信号的具体位置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微震信号自动采集识别系统，其特征在于：包括信号处理模块，以及与信号处理模块分别连接的信号采集模块、信号分析模块和显示模块；所述信号采集模块，用来以固定频率连续采集各类震动信号并汇总形成采集震动信号，然后将采集到的采集震动信号发送给信号处理模块；所述信号处理模块，包括初步筛选单元和处理单元；所述初步筛选单元，按照预先储存的判断条件对接收到的采集震动信号进行初步筛选判断，若符合判断条件，则判定该采集震动信号为微震信号，并将微震信号发送至处理单元；反之，则判定该采集震动信号为干扰信号；所述处理单元，接收微震信号，并按照预设处理步骤对所述微震信号进行处理后形成有效微震信号，然后将有效微震信号发送至信号分析模块；所述信号分析模块，接收有效微震信号后，对该有效微震信号进行后续深度分析处理并形成分析结果；所述显示模块用来接收并显示分析结果。2.根据权利要求1所述的一种微震信号自动采集识别系统，其特征在于：所述预先储存的判断条件为，震动信号的震动频率和振幅在预设范围内。3.根据权利要求1所述的一种微震信号自动采集识别系统，其特征在于：所述干扰信号包括机械震动信号、车辆震动信号和井下放炮震动信号。4.根据权利要求1所述的一种微震信号自动采集识别系统，其特征在于：所述预设处理步骤为，计算当前微震信号携带的能量值，并将计算出来的能量值与标准值对比，若能量值大于等于标准值，则储存当前微震信号对应的震动信息。5.根据权利要求2所述的一种微震信号自动采集识别系统，其特征在于：所述预设范围为，震动频率在2
‑
3赫兹内，振幅在1
‑
5毫米内。6.根据权利要求4所述的一种微震信号自动采集识别系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲜鹏辉，段天柱，邓春为，颜恭彬，张玉东，仇念广，闫国才，杨聘卿，黄波，潘磊，袁永榜，黄利华，翟封，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：