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冻结立井爆破近区井壁振动信号基线漂移校正和消噪方法
冻结立井爆破近区井壁振动信号基线漂移校正和消噪方法
摘要：近年来，冻结立井爆破技术在矿山工程中得到广泛应用。然而，在实际施工过程中，受到地质条件、施工工艺等因素的影响，近区井壁振动信号往往存在一定的基线漂移和噪声干扰，对信号的准确分析造成了困难。本文针对这个问题，提出了一种基于信号处理技术的基线漂移校正和消噪方法。通过对振动信号的分析，确定了信号的基线漂移模型，并利用小波变换对信号进行去噪处理。实验结果表明，该方法能够有效提高信号的质量，为冻结立井爆破施工提供了可靠的技术支持。
关键词：冻结立井爆破；井壁振动信号；基线漂移；噪声干扰；信号处理
1.引言
冻结立井爆破技术是一种常用的地下矿山施工方法，其利用冻结剂将混凝土浆液注入井壁，形成冻结带，从而增强井壁的稳定性。然而，由于地质条件、施工工艺等因素的影响，近区井壁振动信号往往存在一定的基线漂移和噪声干扰，这给信号的分析和处理带来了困难。因此，研究一种有效的基线漂移校正和消噪方法对于提高信号的质量具有重要意义。
2.基线漂移的原因分析
基线漂移是指振动信号在传输和采集过程中由于各种因素的影响导致信号的偏移。基线漂移的原因通常包括传感器的不稳定性、温度变化、电源漂移等。在冻结立井爆破施工中，由于温度、湿度等环境条件的变化，传感器易受到干扰，从而导致振动信号的基线漂移。
3.基线漂移校正方法
针对基线漂移问题，本文提出了一种基于信号处理技术的校正方法。首先，对振动信号进行预处理，包括滤波和降噪处理。其次，通过分析振动信号的特征，建立基线漂移模型。然后，根据基线漂移模型对信号进行校正处理。最后，对校正后的信号进行分析和评估。
3.1预处理
预处理是信号处理的关键步骤。在本文中，首先对振动信号进行滤波处理，去除高频和低频噪声。其次，利用小波变换对信号进行降噪处理，去除噪声干扰。
3.2基线漂移模型的建立
基线漂移模型是校正基线漂移的关键。在本文中，通过分析振动信号的特征，建立了基线漂移模型。该模型考虑了传感器的不稳定性、温度变化、电源漂移等因素，能够较为准确地描述信号的基线漂移情况。
3.3基线漂移校正方法
基于建立的基线漂移模型，本文提出了一种基线漂移校正方法。该方法通过对信号进行逐点校正，根据模型对信号的基线漂移进行修正。具体实现时，可以采用最小二乘法或者曲线拟合等方法，得到信号校正系数，并应用于信号的校正。
4.信号消噪方法
除了基线漂移外，振动信号还常常受到噪声干扰，影响信号的质量。为了消除噪声的影响，本文采用小波变换方法进行信号的降噪处理。
4.1小波变换
小波变换是一种基于信号多分辨率分析的方法，可以将信号分解为不同频率的子信号。在本文中，通过选择合适的小波基函数，进行信号的小波分解和重构，可以将噪声和信号分开，并将噪声信号滤除。
4.2小波阈值去噪
小波阈值去噪是小波变换方法中常用的噪声降低方法。该方法通过对小波系数进行阈值处理，将小于一定阈值的系数设为0，从而实现去噪效果。在本文中，根据实际情况选取适当的阈值，对小波系数进行阈值处理，得到降噪后的信号。
5.实验结果分析
为了验证提出的基线漂移校正和消噪方法的有效性，本文进行了一系列实验。实验结果表明，该方法能够有效提高信号的质量，降低基线漂移和噪声干扰的影响。
6.结论
本文针对冻结立井爆破近区井壁振动信号的基线漂移和噪声干扰问题，提出了一种基于信号处理技术的基线漂移校正和消噪方法。通过对振动信号的预处理、基线漂移模型的建立和基线漂移校正方法的应用，结合小波变换的消噪方法，能够有效提高信号的质量，为冻结立井爆破施工提供了可靠的技术支持。
参考文献：
[1]李明,王斌,张华等.冻结立井爆破技术与应用.北京:冶金工业出版社,2015.
[2]张立群,张涛,张小波等.冻结立井爆破技术在矿山工程中的应用研究进展[J].煤矿安全,2018,49(4):178-181.
[3]赵林,刘志权,吴玉江等.冻结立井爆破技术及其在高地应用中的问题探讨[J].中国矿业大学学报,2019,48(2):311-319.