煤岩体失稳监测：基于优化EKF的声发射TDOA定位方法

"基于声发射信号的煤岩体失稳过程监测与定位方法研究，黄艺谋，王焱，徐耀松。文章探讨了利用TDOA定位技术对煤岩体失稳过程进行实时监控的问题。" 这篇论文研究的核心是利用声发射（Acoustic Emission, AE）信号来监测和定位煤岩体的失稳过程。声发射是一种无损检测技术，当煤岩体内部发生微小裂变或结构变化时，会释放出声波信号，这些信号可以被布置在煤岩体周围的传感器捕捉到。论文作者提出了一种基于优化扩展卡尔曼滤波器（Optimized Extended Kalman Filter, EKF）的到达时间差（Time Difference of Arrival, TDOA）定位方法。 TDOA定位技术是一种多传感器协同工作的方式，通过计算声波信号从声源到不同传感器的时间差，可以推算出声源的位置。在这个研究中，声发射传感器被排列成阵列，以优化信号的接收和处理。EKF是一种高级的滤波算法，能有效地处理非线性和不确定性问题，因此特别适合用于声发射信号的定位。 论文中，研究人员在实验室环境中搭建了定位系统，并构建了煤岩体坐标定位模型。他们对煤岩体失稳过程中产生的声发射信号进行采集、滤波，以去除噪声，然后运用优化EKF进行TDOA定位。通过模拟实验，验证了该系统的有效性，表明该监测系统能够准确地滤出并定位煤岩体失稳时的声发射信号，实现了对煤岩体的实时监控。 关键词涉及到的技术包括TDOA定位技术，它是一种常用的多传感器定位方法；声发射，是检测煤岩体内部变化的重要手段；煤岩体，是研究的主体，其稳定性对煤矿安全至关重要；滤波，用于提高信号质量，确保定位的准确性。 此研究对于煤矿安全具有重大意义，因为能够提前预警煤岩体的失稳，有助于防止矿难的发生，提高矿工的生命安全。同时，该方法也为其他类似地质结构的稳定性监测提供了借鉴。