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• CN 62-1112/TF
• ISSN 1005-2518
• 创刊于1988年

• 采选技术与矿山管理 •

### 基于PEMD-MPE算法的露天矿爆破振动信号降噪方法

1. 1.辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁 阜新 123000
2.阜新矿业（集团）有限责任公司恒大煤矿，辽宁 阜新 123000
• 收稿日期:2023-06-12 修回日期:2023-10-15 出版日期:2024-02-29 发布日期:2024-03-22
• 通讯作者: 张战军 E-mail:Dsh3000@126.com;1246853251@qq.com
• 作者简介:代树红（1978-），男，辽宁阜新人，教授，从事实验力学研究工作。Dsh3000@126.com
• 基金资助:
国家自然科学基金重点项目“乌海能源有限责任公司五虎山煤矿爆破震动评价”(U183920051);辽宁省教育厅基础项目“乌海能源有限责任公司五虎山煤矿爆破震动评价”(LJ2019JL006);辽宁省高等学校创新人才“乌海能源有限责任公司五虎山煤矿爆破震动评价”(LR2019031)

### Noise Reduction Method of Open-pit Blasting Vibration Signal Based on PEMD-MPE Algorithm

Shuhong DAI1(),Zhanjun ZHANG1(),Kai LIU2,Hao ZHENG1,Qinglin SUN1

1. 1.School of Mechanics and Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, Liaoning, China
2.Hengda Coal Mine of Fuxin Mining(Group)Co. , Ltd. , Fuxin 123000, Liaoning, China
• Received:2023-06-12 Revised:2023-10-15 Online:2024-02-29 Published:2024-03-22
• Contact: Zhanjun ZHANG E-mail:Dsh3000@126.com;1246853251@qq.com

Abstract:

In order to remove the noise components mixed in the blasting vibration signals of open-pit mine，a noise reduction method based on the PEMD-MPE algorithm was proposed.This algorithm obtains a completely orthogonal Intrinsic Mode Function （IMF） components through Adaptive Orthogonal Empirical Mode Decomposition （PEMD）.Subsequently，it performs a randomness test on the IMF components and calculates its Mean Power Entropy （MPE）.Finally，based on a preset entropy threshold of 0.6，it determines whether a component is noise.If the obtained MPE is greater than 0.6，the component is identified as a noise component and needs to be removed，thus achieving the purpose of noise recluction.Applying this algorithm to denoise measured open-pit mining explosion vibration signals，the results indicate that compared to the EMD-MPE and EEMD-MPE algorithms，the proposed algorithm improves the signal-to-noise ratio by 3.520 dB and 1.107 dB，respectively.It exhibits the best denoising effect，with the smallest reconstruction standard deviation and root mean square error，providing better fidelity to the original signal.Using Adaptive Optimal Kernel （AOK） time-frequency analysis technology to analyze the signal waveforms before and after denoising，a comparison reveals consistent main frequencies.Throughout the denoising process，peak energy and energy in the main frequency band （0~300 Hz） do not show a significant decrease.This indicates that the PEMD-MPE algorithm，while preserving the authenticity of the real signal，more effectively removes noise components.

• TD235.1
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