煤岩体振动破坏试验及微震信号特征.PDF

　 第40卷第8期 煤　 　 炭　 　 学　 　 报 Vol.40　 No.8　 　 2015年 8月 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY Aug.　 2015　 - 李成武,孙晓元,高天宝,等.煤岩体振动破坏试验及微震信号特征[J].煤炭学报,2015,40(8):1834 1844.doi:10.13225/ ki. jccs.2014.1153 Li Chengwu,Sun Xiaoyuan,GaoTianbao,et al.Coal and rock vibrationfailure andthe characteristics of micro-seismic signals[J].Journal - of China Coal Society,2015,40(8):1834 1844.doi:10.13225/ ki.jccs.2014.1153 煤岩体振动破坏试验及微震信号特征 1 1,2 3 1 1,4 李成武 ,孙晓元 ,高天宝 ,解北京 ,徐晓萌 (1.中国矿业大学(北京) 资源与安全工程学院,北京　 100083;2.太原科技大学 环境与安全学院,山西 太原　 030024;3.天津城建大学 能源与安 全工程学院,天津　 300384;4.科廷大学 石油工程系,西澳大利亚州 珀斯　 6151) 摘　 要:通过所搭建的大型振动试验装置和微震监测系统,探究不同激励加速度和频率条件下整体 - 煤岩试件的振动破坏特性。 利用希尔伯特 黄变换(HHT)对煤岩体受迫振动过程中的监测信号进 行了模态分离和信号重构,并结合振动力学知识着重阐释了共振放大效应产生的机理。 研究结果 表明:微震传感器监测信号具有明显的载波特征;当激励加速度峰值达到一定水平(0.5g)时,煤岩 试件出现有效微震信号,首次破裂发生在煤层中,信号随传播距离的增大而衰减;随着裂隙的产生 和扩展,煤岩试件自振频率降低,当激励频率等于煤体自振频率时,试件会产生共振放大效应,微震 信号明显增强;激励加速度和激励频率对微震信号均有影响,激励加速度峰值越大、激励频率越接 近自振频率,则微震信号越密集、幅值越大,且出现了优势频段向低频转移的趋势;理论分析解释了 上述现象产生的原因。 关键词:振动破坏;激振响应;共振放大效应;微震监测;HHT - - - 中图分类号:TU45　 　 　 文献标志码:A　 　 　 文章编号:0253 9993(2015)08 1834 11 Coal and rock vibration failure and the characteristics of micro-seismic signals 1 1,2 3 1 1,4 LI Cheng-wu ,SUN Xiao-yuan ,GAOTian-bao ,XIE Bei-jing ,XU Xiao-meng (1.School of ResourceandSafety Engineering,China University of Mining and Technology (Beijing),Bei