本书系统阐述了矿山微震波产生及应用的理论基础和技术体系：从矿山微震的产生机制到传播特征，从微震波形的分类、特征提取到模式识别，从微震系统的高精度定位到煤岩动力灾害的微震响应规律及预警方法等方面开展了研究。
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2003年9月~2007年6月，武汉科技大学，资源与环境工程学院，资源工程专业，学士，导师：尹东
2007年9月~2010年6月，武汉科技大学，资源与环境工程学院，采矿工程专业，硕士，导师：欧阳治华
2010年9月~2014年1月，北京科技大学，土木与环境工程学院，矿业工程专业，博士，导师：姜福兴2014年5月~2016年3月，贵州省煤矿设计研究院工作站博士后，北京科技大学与贵州省煤矿设计研究院联合培养，导师：金龙哲、韩真理
2016年3月~2020.12，华北科技学院安全工程学院采矿系，专职教师
2021年3月~至今，华北科技学院应急技术与管理学院防灾减灾系，教授微震监测预警技术、数字化矿山绿色矿山青委会委员、《金属矿山》青年专家学术委员、山西省煤炭学会千人智库高级专家、贵州省矿山安全科学研究院技术专家
目录
前言
1 绪论 1
1.1 研究对象及意义 1
1.2 微震监测技术研究现状 3
1.2.1 国内外研究现状 3
1.2.2 有待进一步解决的问题 9
1.3 微震监测技术应用领域 10
1.4 研究内容及研究方法 11
2 矿山微震信号的诱发机制与传播规律 13
2.1 矿山微震活动与诱发机制 13
2.1.1 微震事件诱发机制 13
2.1.2 矿山微震的主要类型 18
2.1.3 矿山微震监测分类 22
2.2 岩体破裂诱发微震震源力学机制 25
2.2.1 集中力作用机制 25
2.2.2 单力偶作用机制 26
2.2.3 双力偶作用机制 27
2.3 岩体破裂失稳与微震震源之间的关系 27
2.3.1 微震震源的相对性 27
2.3.2 微震事件的分区性 30
2.4 矿山常见震动波形及其特点 39
2.4.1 岩体破裂微震信号 39
2.4.2 人为干扰信号 40
2.4.3 背景干扰信号 42
2.4.4 爆破震动信号 43
3 矿山微震信号的预处理与去噪分析 47
3.1 微震信号的读取与预处理 47
3.1.1 微震信号的读取 47
3.1.2 去趋势项及平滑处理 48
3.2 微震信号的滤波处理方法 49
3.2.1 EMD带通滤波 50
3.2.2 小波包阈值去噪 53
3.2.3 数据预处理检验方法 54
3.3 小波包多层阈值去噪方法 55
3.3.1 多层阈值去噪法 55
3.3.2 去噪效果验证 57
3.4 SVD频域去噪方法与原理 59
3.4.1 SVD原理 59
3.4.2 单通道信号SVD降噪原理 60
3.4.3 单通道SVD频域降噪流程 62
3.4.4 关键参数的优选与确立 63
3.4.5 降噪处理及效果分析 65
4 矿山微震信号的特征提取与定量表达 72
4.1 矿山微震信号特征分析 73
4.1.1 时域特征 73
4.1.2 时频特征 81
4.1.3 统计特征 83
4.2 矿山微震信号特征提取 88
4.2.1 小波包特征提取原理 89
4.2.2 小波包频带能量分布特征的提取 91
4.2.3 小波包分形特征的提取 98
4.3 矿山微震信号特征定量表达 102
4.4 矿山微震信号组合优化与降维处理 106
4.4.1 矿山微震信号特征向量标准化 107
4.4.2 矿山微震波形特征最优化选择 109
4.4.3 矿山微震波形特征降维处理 112
5 矿山微震信号的自动识别方法与实现 117
5.1 矿山微震信号识别体系的建立 117
5.1.1 单通道多级分类识别方法 117
5.1.2 多通道联合分类识别方法 121
5.1.3 单通道与多通道混合分类识别方法 128
5.2 基于SVM的微震波形自动识别方法 129
5.2.1 SVM识别原理 129
5.2.2 基于SVM微震波形识别模型的构建 132
5.2.3 分类器参数的选择与确立 134
5.2.4 识别性能测试 134
5.3 矿山微震波形自动识别系统的构建与实现 137
5.3.1 微震波形识别的分层分级模式 137
5.3.2 微震波形数据处理流程 142
5.3.3 自动识别系统的建立与实现 143
6 矿山微震信号的到时拾取与优化定位 145
6.1 初始到时的快速拾取与波形截取 145
6.1.1 长短时窗法 146
6.1.2 时窗能量特征法 147
6.1.3 验证与应用 148
6.2 四四组合优化定位法 151
6.2.1 经典定位方法简介 152
6.2.2 定位算法原理 153
6.2.3 优化定位计算 156
6.2.4 边界条件与关键参数 160
6.3 改进Radon层析成像法 163
6.3.1 矿山微震震源层析成像原理 163
6.3.2 模型参数选择与能量极值 167
6.3.3 理论模型构建与定位测算 169
6.4 定位计算验证及应用 179
6.4.1 四四组合优化定位法验算 179
6.4.2 改进Radon层析成像法验算 184
7 矿山微震信号的处理与应用 190
7.1 采掘活动诱发的微震响应规律与应力显现特征 190
7.2 微震事件揭示的地质异常区域活动规律 193
7.2.1 微震监测揭示的断层活化 195
7.2.2 相变带（褶曲）处微震活动规律 197
7.3 基于微震监测的煤层水力压裂效果定量评价 198
7.3.1 水力压裂过程的微震响应 198
7.3.2 水力压裂过程的演化特征及规律 202
7.3.3 水力压裂效果的微震表征 204
参考文献 206
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