一种基于钻孔震动信号的岩体强度评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于钻孔震动信号的岩体强度评估方法，包括以下步骤：布设磁电式速度传感器，采用动态信号采集仪对钻机的垂向振动信号进行实时采集和储存。对采集的原始振动信号进行有效信号截取，去除钻机抬杆过程中产生的振动信号。对截取后的信号进行滤波处理；将信号的振幅从加速度转化成速度。对预处理后的信号进行希尔伯特变换得到信号的边际谱；对边际谱的横坐标进行积分求出总面积；以积分值为因变量，测量的岩体强度为自变量，绘制曲线图，拟合出振动信号与岩体强度的关系式。本发明专利技术的优点是：通用性强，简化了技术工序，降低了成本，效率高，且准确。且准确。且准确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于钻孔震动信号的岩体强度评估方法


[0001]本专利技术涉及矿山开采和岩土力学
，特别涉及一种基于钻孔震动信号的岩体强度评估方法。

技术介绍

[0002]岩体的力学性质与岩体的可钻性及可爆性密切相关，其既是进行爆破参数合理设计的依据，也是评价该类岩体后续机械破磨难易程度的主要指标。传统的地质钻探需要先钻超前探孔，再使用超声波探头进行探测，其缺点是超前钻孔工序复杂，耗时长，并且还对地质条件有一定的要求。当岩体较为破碎时，容易造成钻孔后不易拔出钻杆以及成孔困难，导致探头难以进入孔内等问题。其次，在破碎岩体区域，拔出钻头会在一定程度上破坏岩体原有结构，导致探测结果与真实结果出现偏差。
[0003]目前常用的相关方法包括钻参仪、盾构机等，这类技术通过监测钻头或刀盘上的推力、扭矩、推进速度、旋转速度等参数，来判定岩石的抗压强度。但是需要对钻头进行改装或使用特制钻头，成本高，制造工艺复杂；扭矩、推力等参数获取时监测仪器容易损坏。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术的技术工序复杂问题，提供了一种基于钻孔震动信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于钻孔震动信号的岩体强度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、在钻机上布设磁电式速度传感器，在探孔钻进过程中采用动态信号采集仪对钻机的垂向振动信号进行实时采集和储存；步骤2、对采集的原始振动信号进行有效信号截取，以每次下杆产生的振动信号作为一组数据，去除钻机抬杆过程中产生的振动信号；再对截取后的信号进行滤波处理；步骤3、利用Matlab对信号的时间轴进行一次积分，将信号的振幅从加速度转化成速度；步骤4、对预处理后的信号进行希尔伯特变换得到信号的边际谱；步骤5、再利用Matlab对边际谱的横坐标进行积分求出总面积，单位为m/s2；步骤6、以积分值为因变量，测量的岩体强度为自变量，绘制曲线图，拟合出振动信号与岩体强度的关系式。2.根据权利要求1所述的一种基于钻孔震动信号的岩体强度评估方法，其特征在于：步骤2中所述滤波范围为0.1～10Hz。3.根据权利要求1所述的一种基于钻孔震动信号的岩体强度评估方法，其特征在于：步骤4中进行希尔伯特变换得到信号的边际谱，具体计算方法如下：步骤4.1、对振动信号进行经验模态分解(EMD)，其结果是将信号分解成一系列具有不同特征尺度的固有模态函数(IMF)：式中C
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑祥，刘昕鑫，米元桃，刘斌，丁钇，张文博，欧作飞，
申请(专利权)人：中国水利水电第七工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：