煤层爆破地震波传播实验：特征与分析

"煤层爆破地震波传播特征实验研究" 本文是关于煤层爆破地震波传播特性的一篇行业研究，旨在深入理解高应力条件下爆破产生的地震波如何在煤岩体中传播。作者们利用YDD16煤岩动力灾害声电监测仪在现场进行测试，收集了煤体卸压爆破时的地震波信号，并对这些信号进行了时域和频域的分析。 在理论建模部分，研究人员将煤岩体简化为Maxwell粘弹性体模型，这种模型能够描述材料的动态响应，包括粘性和弹性成分。通过这个模型，他们推导出了地震波在煤岩体内的传播特征。Maxwell模型通常用于描述多组分系统中不同时间尺度下的能量传递，这在研究地震波在复杂地质介质中的行为时非常有用。 实验结果显示，随着地震波传播距离的增加，其主频率呈现幂级递减的趋势。这意味着距离越远，地震波的能量集中在较低的频率上，这可能是因为高频成分在传播过程中更容易被吸收或散射。此外，主频率被认为是影响地震波波速幅值衰减系数的关键因素，两者之间存在正相关关系。这意味着地震波的频率越高，其衰减速度越快。 另一个发现是地震波的振幅随传播距离的增加呈幂级递减，而且衰减速率表现出先增大后减小的现象。这可能反映了煤层内部的非均匀性以及不同区域对地震波能量的吸收和散射效果。初期衰减速率较大可能是因为初始阶段煤岩体对高频成分的强烈反应，而随着距离的增加，低频成分的传播相对更稳定，导致衰减速率减小。 这项研究对于理解和预测煤矿爆破作业中的地震活动，以及评估爆破对煤岩结构及周围环境的影响具有重要意义。了解地震波的传播特性可以帮助优化爆破设计，减少地震波对矿井结构和工作人员安全的潜在威胁，同时也有助于改进煤矿的安全监控和灾害预防措施。 关键词涉及煤岩动力灾害、爆破地震波、传播特性以及频域分析，这些都是该领域研究的核心内容。文章的发表表明了对这些主题的深入探讨对于提升煤炭资源开发的安全性和效率至关重要。通过这样的实验研究，可以为未来的煤矿工程实践提供科学依据，促进技术进步和行业标准的制定。