劉　偉，華　臻，張守祥
中國礦業(yè)大學機電與信息工程學院，北京　

山東工商學院信息與電子工程學院，山東煙臺

摘　　　要：為了解決綜采工作面放頂煤開采過程中煤矸界面識別問題，給出了一種基于小波去噪和獨立分量分析相結(jié)合的煤矸放落聲信號特征提取算法。利用小波分析對傳聲器實時采集的聲信號進行降噪處理，提高信噪比。利用獨立分量分析方法對煤矸混合聲信號進行盲源分離，分別提取出煤和矸石的獨立聲譜特征信號。選取該信號的統(tǒng)計特征值作為神經(jīng)網(wǎng)絡分類器的輸入向量，對頂煤放落過程中的混矸狀態(tài)進行識別。實驗表明，給出的方法提高了聲信號的信噪比，有利于矸石聲信號的成功分離；采用ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡準確地識別出了放煤過程中的矸石下落狀態(tài)。

關　鍵　詞：綜采工作面；聲信號；小波去噪；獨立分量分析；ＢＰ神經(jīng)網(wǎng)絡；煤矸識別

１　引　言
目前，煤礦綜采工作面放頂煤開采的工序全部是由電液閥程序控制，放煤時間長短、每臺液壓支架放煤量的大小、頂煤回收率的高低、含矸量多少都是靠預先設計好的程序自動控制。為了避免在放頂煤過程中出現(xiàn)過放和欠放狀況，提高煤炭回采率，國內(nèi)外專家學者在煤矸界面識別方面做了大量的研究工作，其主要目的是為了自動調(diào)整采煤工作面中采煤機的滾筒高度。文獻［１］研究了基于截割力響應的方法，利用煤與巖石的力學特性的不同，來識別出采煤機是在割煤還是割巖；文獻［２］根據(jù)頂?shù)装鍘r石中的γ射線在穿透殘留煤層后的衰減規(guī)律，通過測量經(jīng)過衰減后的γ射線強度來確定頂?shù)酌簩雍穸龋�由此來識別煤巖界面，但該方法對采煤工藝有一定的要求，另外要求頂?shù)装鍑鷰r必須有放射性元素；文獻［３］則探討了利用熱成像紅外攝像的煤層界面紅外線探測法。但目前為止，國內(nèi)外尚無基于上述技術的成熟的產(chǎn)品問世。本文研究了一種利用煤矸放落過程中產(chǎn)生的聲信號的特征差異進行煤矸含量在線識別的方法。利用聲信號進行煤矸識別，具有信號采集容易、可非接觸測量、速度快、不影響其他設備工作等特點。但煤矸放落產(chǎn)生的聲信號往往被采煤機械和環(huán)境激發(fā)的聲信號所污染，因此能否從傳聲器測取的混合聲信號中提取出有效的煤矸聲信號，是煤矸識別研究的關鍵。

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