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本文主要侧重于两个方面的工作,一是煤厚探测中的数值模拟,二是小波变换中的模极大值与信号的奇异性检测方法和小波包去噪方法在煤厚探测中的应用研究,具体可以概括如下: 就煤厚探测中的数值模拟方面而言,论述了弹性波顶煤厚度探测的原理、方法,分析了顶煤厚度探测存在的问题,提出了相应的解决方案;建立了煤厚探测的物理模型,针对此模型,就煤层厚度分别为2m、4n、6m、8m四种情况进行了数值模拟,得到了从时域分辨四种不同的煤层厚度时子波的主频在理论上应当满足的要求:对于2m厚的煤层,子波的主频应该在1200hz以上;对于4m厚的煤层,子波的主频应该在700hz以上:对于6m厚的煤层,子波的主频应该在500hz以上;对于8m厚的煤层,子波的主频应该在400hz以上。最后将模拟结果和实际探测信号的频谱相比较,从而对煤厚探测中的震源提出了要求。 就小波相关理论在煤厚探测中的应用研究方面,根据小波基选取时应该考虑的三个问题、实际探测信号和各种常见的几种小波的波形的对比,提出了分析煤厚探测信号时小波基的选取原则,分析了信号和噪声在不同尺度上的表现形式,将多尺度分析的思想应用到实测信号的分析之中,结合模极大值理论和信号的奇异性的关系,利用Matlab语言进行编程,对煤厚探测中反射波的初至点进行了检测,计算出了测点的煤层厚度,并与实际钻探结果相比较,证实了这种方法的可行性。由于采用模极大值理论进行信号突变点的检测时,图形的显示结果不直观,同时针对多分辨分析时显示结果噪声干扰严重的情况,提出了采用小波包的方法进行信号的消噪,将消噪后的分析结果和采用模极大值方法得到的结果进行了比较,可以看出,小波包方法消噪效果比较理想,显示结果直观、易识别。 以上工作表明,应用弹性波方法对顶煤厚度探测是切实可行的,只要震源满足频带要求,发射和接收装置采取相应的措施,再结合先进的信号处理方法—小波分析,煤厚探测是可以取得比较理想的效果的。将小波变换理论应用于顶煤厚度探测中,提高了煤厚探测的精度,具有广阔的应用前景。