小波包变换下煤样破裂次声信号的频率特性及其应用

本文探讨了基于小波包变换的煤样破裂次声信号频率特征分析方法，该技术在矿井煤岩动力灾害监测预警领域具有巨大的潜力。作者王云刚、王庆军、魏建平等人针对单轴压缩试验中的煤样，利用次声信号监测系统实时捕捉煤样在破裂过程中的信号，通过小波包变换这一先进的信号处理工具，对信号的能量分布特性进行了深入研究。 小波包变换作为一种多分辨率分析方法，能够将复杂信号分解为不同频率成分的子信号，使得研究者能够精确地分析信号的频率特征。它不仅能有效地滤除噪声，还能对特定频率范围进行详细分析，这对于理解煤样破裂过程中的频率响应至关重要。 研究发现，煤样破裂时产生的次声信号与应力变化存在显著的时间关联性，特别是应力降的下降阶段，次声信号表现出明显的突变。这表明次声信号能够敏锐地捕捉到宏观裂纹的形成，显示出很高的敏感度，对于预测和评估煤岩动力灾害具有重要价值。 进一步的研究结果显示，煤样破裂次声信号的频率范围广泛，主要集中在3.125~12.5 Hz和18.75~21.875 Hz这两个频段。这一频谱分布对于理解煤样的力学行为和断裂机制提供了关键信息。小波包变换技术和对次声信号频率特征的分析，为今后深入研究煤岩动力灾害的预测模型和监测技术提供了科学依据和实用工具。 本研究通过实验数据和小波包变换技术的应用，为矿井煤岩动力灾害的早期预警提供了新的理论支持和技术手段，对于提升煤矿安全管理和灾害防治水平具有重要意义。关键词包括次声波、小波包变换、单轴压缩以及煤岩动力灾害，这些关键词反映出研究的核心内容和背景。