【专利开放许可】中南大学开放许可专利推介(二十一)

发布日期:2023-09-14 15:55:24

为推进专利开放许可工作,提升专利转化水平,本期发布5项专利,具体信息如下:

        本发明提供了一种微震监测/声发射破裂源时空分布状态与趋势的预警方法。该方法利用检测到的微震监测/声发射事件的空间位置和相对释放能量参数,初步判断宏观破坏区域及破坏程度;再通过建立分形理论盒维数数据统计框架模型,模拟获得岩体或者矿石的破裂形态及其严重程度;获取声发射或微震监测事件产生的空间三维定位坐标和能量值能级变化情况,根据事件数集聚态势和坐标点位,对不同危险级别的灾害发生区位进行锁定并进行预报预警。该方法在空间连续性上比传统二维分析更具优势,计算效率远高于人工统计计算,对分析岩体/石工程三维空间体内微震监测/声发射破裂源时空演化规律尤其是空间上的集聚程度具有优异的实用效果。

        本发明公开了一种声发射源定位方法及系统,在监测系统中布置n+1个不共面的声发射传感器,其中n≥5;将其中一个声发射传感器作为参考传感器S0,其坐标记为(x0,y0,z0);另外n个声发射传感器Si的坐标记为(xi,yi,zi),i=1,2,…,n;记录n+1个声发射传感器接收到声发射信号的时间;将非线性的声发射源距离时间方程化为线性方程,得到线性方程组,以各方程残差的权重平方和最小为目标,构建目标函数,并嵌入声发射参数之间的相关关系,得到声发射源坐标(x,y,z)。本发明易于实现,定位精度和计算效率高。

        本发明公开了一种采空区危险矿柱辨识方法,对矿柱群中的任一根矿柱i,假设其失稳,根据以下步骤计算其失稳风险值;步骤1:将该失稳矿柱从矿柱群中移除,并将其载荷分配给矿柱群中剩余的矿柱;对矿柱群中剩余的每一根矿柱,更新其载荷和安全系数;步骤2:若剩余矿柱群中存在安全系数低于临界值的矿柱,剩余矿柱群中的所有矿柱的承载面积之和大于顶板失稳的临界矿柱承载面积,则将矿柱群剩余矿柱中任一根安全系数低于临界值的矿柱作为新的失稳矿柱,返回步骤1;否则执行步骤3;步骤3:由矿柱i的失稳概率和其失稳后矿柱群中剩余矿柱承载面积的损失量得到其的失稳风险值;失稳风险值大的矿柱即为危险矿柱。本发明能实现采空区危险矿柱辨识。

        本发明公开了一种基于线性加权最小二乘法的声发射源定位方法及系统。所述方法包括以下步骤:1)由各个传感器与声发射源之间的距离时间方程得到均值参考方程;2)基于平均参考方程得到线性方程组;3)基于线性方程组,计算中间变量V和K的普通最小二乘解V(1)和K(1),用于估计线性方程的协方差矩阵Ψ;4)先根据Ψ获取权重矩阵W,再计算用V表示的声发射源坐标θ和K的加权最小二乘解θ(2)和K(2);5)将θ(2)和K(2)带入均值参考方程得到关于V的一元三次方程;6)求解一元三次方程,将其最接近V(1)的根作为V闭式解V(2),带入θ(2)中,得到最终的声发射源坐标。本发明的定位精度高。

        本发明公开了一种基于随机传感器网络的声发射源定位方法和系统,所述随机传感器网络包括在监测系统中任意位置、不全部共面布置的n个声发射传感器,其中n≥6;将n个声发射传感器的坐标记为(xi,yi,zi),i=1,2,…,n;记录n个声发射传感器接收到声发射信号的时间,分别记为t1,t2,…,tn;根据给出的定位公式计算声发射源坐标(x,y,z)。本发明能实现较高定位精度和稳定性。