小波包变换下不同强度煤样单轴压缩声发射特性分析

本文主要探讨了基于小波包变换的不同强度煤样的声发射特性。研究者利用RMT-150C型岩石力学伺服试验系统和CDAE-1型声发射检测仪，对硬煤、中硬煤和软煤三种煤样进行了单轴压缩下的声发射实验。实验过程中，为了克服声发射信号中存在的噪声和信号处理问题，小波包变换被应用到数据处理中，通过信号分解、去噪和重构技术，提高了信号的质量和分析的准确性。 实验结果显示，经过小波包变换处理后的声发射信号清晰地揭示了三种煤样的失稳破坏过程中的变化规律。具体来说，软煤、中硬煤和硬煤的声发射信号特性具有显著差异。随着煤样的强度增加，其失稳破坏时的声发射累计能量和累计计数呈现出递减趋势，这意味着更强的煤样在受到压力作用时，其内部结构的稳定性更高，产生的声发射信号能量相应减少。此外，声发射能量和计数的峰值随煤样强度增大而降低，这表明在达到峰值前，强煤样能承受更大的应力，释放的能量也相对较小。 这项研究对于理解煤炭在地下开采过程中的力学行为以及评估其安全性具有重要意义，它提供了一种有效的方法来区分不同强度煤样的声发射特征，有助于在实际生产中进行早期预警，防止煤层的不稳定破裂，从而提高采煤效率并保障矿工安全。小波包变换作为一种先进的信号处理工具，在矿业工程领域中得到了广泛应用，特别是在声发射分析这样的复杂信号处理任务中，它的优势在于能够精细地解析信号的局部特征，对于深入理解材料的微结构和损伤机制具有不可忽视的价值。