国家教育部博士点基金(20110023110008)
- 作品数：12 被引量：55H指数：4
- 相关作者：吴淼刘希高刘志民张金涛吕一鸣更多>>
- 相关机构：中国矿业大学（北京）河北工程大学华北科技学院更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家高技术研究发展计划中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：矿业工程天文地球自动化与计算机技术更多>>
- 煤巷超前探测双频交流激电接收机系统设计被引量：4
- 2015年
- 为准确检测煤矿不同地质构造的激发极化信息,针对井下强电磁干扰环境和电器设备使用要求,提出一种适合煤矿井下超前探测的新型双频交流激电接收机。建立以嵌入式单片机为控制中心的硬件系统,研究微弱激电信号检测过程数据处理关键技术,利用C＋＋语言编程完成系统软件设计,实现了激电信息多参量一次性检测,有效保证了微弱激电信号的检测精度。通过阻容模型激电效应试验与分析,观测数据稳定性控制在-1%～1%,视幅频率值最大相对百分比误差不超过0.16%,视相频率值最大相对百分比误差不超过0.08%。
- 刘志民刘希高张金涛吕一鸣周游杜毅博吴淼
- 动态定向电场激励法煤巷综掘超前探测发射系统被引量：3
- 2014年
- 为解决煤巷综掘过程中日益突出的"探、掘"矛盾,有效探测掘进前方隐伏的含水地质构造,根据动态定向电场激励法原理,采用智能功率模块IPM为核心并辅以DDS信号发生技术,开展煤巷综掘超前探测发射系统硬件各部分电路设计研究.研究结果表明:该系统具有较高的集成度及频率精度,并可基于电场同性相斥原理对探测电场进行控制.
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- 关键词：煤巷综掘DDS智能功率模块
- 煤巷掘进含水地质构造探测仿真及参数分析被引量：3
- 2012年
- 为了研究激电法在煤巷掘进面的超前探测技术及其可行性,首先分析了煤巷掘进面前方隐伏的有害含水地质构造特征,建立了含水地质构造的简化物理模型,并将其转化为便于研究的等效电路,进而构建了含水地质构造的激电模型;然后,将激电模型接入地质异常体仿真探测模型中,得出在激电模式下含水地质构造的视电阻率ρs和PFE值的变化曲线。从所得曲线中可以看出:仿真探测结果参数与激电模型预设的电性参数基本一致,从而印证了电法探测的基本思想,并为开发以煤(岩)激发极化效应为基础的电法超前探测仪器提供了可行性前提。
- 张伟杰郝明锐张维振吴淼
- 关键词：物理模型等效电路
- 电法测量接地电阻计算方法及影响因素仿真分析被引量：7
- 2015年
- 采用电法测量时，为提高观测精度和质量，增强电磁耦合抗干扰能力，须合理计算和减小接地电阻。接地电阻可根据电流场性质和导线电阻定义来计算。针对棒状电极，运用MATLAB软件仿真分析其接地电阻随电极半径、入土深度、电极表面附近土壤覆盖距离的变化规律，确定棒状电极的主要尺寸。由于电极尺寸一般相对固定，减小接地电阻主要通过减小电极附近的土壤电阻率和多根电极并联接地。通过仿真分析接地电阻随更换土壤覆盖半径及集合屏蔽效应系数随电极间隔变化规律，指出更换土壤覆盖半径一般取在100~150 cm范围内，电极间隔大于2倍入土深度，此时接地效果最佳。
- 刘志民刘希高杜毅博张金涛吴淼
- 关键词：接地电阻影响因素
- 电场约束法煤巷综掘超前探测数值模拟研究被引量：2
- 2015年
- 为探测掘进前方隐伏的含水构造,预防地质水害,解决煤巷综掘过程中日益突出的"探、掘"矛盾,论文提出和研究电场约束法煤巷综掘探测方法.该方法利用电场同性相斥的原理,使发射电场被约束在一定范围内,达到定方向定距离探测的目的.根据该方法基本原理,建立超前探测有限元仿真模型,开展相应的数值模拟.论文主要从探测基本方法,激发极化程度、异常体的体积大小及巷道内金属体对于超前探测的影响展开模拟研究.结果表明,该方法可以有效探知掘进面前方的含水地质异常,其探测有效距离约为10m.该研究为电场约束法煤巷综掘超前探测方法的实现奠定了理论基础,对综掘超前探测技术的发展具有重要的推动作用.
- 杜毅博刘希高张金涛刘志民吴淼
- 关键词：煤巷综掘双频激电有限元模拟
- 煤巷含水地质构造双频激电探测阻容模拟试验被引量：2
- 2015年
- 为研究煤巷含水地质构造双频激电探测中的频域激发极化特性变化规律,指导动态电场激励法开展煤矿井下工业性试验。据面极化体激发极化机理,分析煤巷围岩介质激电效应等效电路,搭建含水地质构造物理模型等效的阻容网络。根据给定参数的简易阻容模型激电效应试验与理论计算结果,确定最佳探测模拟测试方案,模拟不同规模含水地质构造激电效应探测过程。结果表明:当测量电极靠近含水异常体时,视电阻率逐渐减小,而视幅频率逐渐变大;当异常体规模由大变小时,在相同测点处视幅频率减小,而视电阻率增大,当测点距异常体2 m处,测得的视幅频率由11.68%变为9.35%,而视电阻率由312.07Ω·m变为320.37Ω·m,即视幅频率对异常体规模变化更为敏感。
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- 关键词：物理模型
- 矿用本安型聚焦双频激电法激电信号接收系统设计被引量：1
- 2016年
- 为解决聚焦双频激电法超前探测仪器应用于煤矿井下进行探测的问题,设计了矿用本安型聚焦双频激电法激电信号接收系统.该系统可产生双频PWM驱动控制信号,控制激励信号发送系统产生5路双频调制激励方波电流信号;通过井下测量电极及矿用传输电缆采集微弱激电电压信号,由锁相放大器进行信号处理后获得高低频电压幅值及相位等激电信息;矿用本安型人机界面实现探测数据及图像显示以及对整个系统的控制.研究结果表明:该接收系统产生驱动控制信号的频率为8 Hz及8/13 Hz、4 Hz及4/13 Hz、2 Hz及2/13 Hz、1 Hz及1/13 Hz四组中的任意一组,频率误差绝对值小于0.14%,激电电压幅值测量范围为±5 V,相对测量误差绝对值小于1.4%,满足实际超前探测要求.
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- 关键词：煤矿井下
- 交流聚焦激电法煤巷超前探测阻容试验模拟被引量：11
- 2015年
- 频域激电法已经在地面及隧道探测中获得广泛应用,为能够用于煤矿井下综掘工作面的超前探测,将其发展为动态电场激励法,根据面极化单元体激发极化机理,推导面极化单元模型等效网络与双电层电容器的等效性,由典型有害地质构造理想化物理模型,搭建等效的阻容网络模型。通过对比分析给定参数的简易阻容模型激电效应测试与理论仿真结果的一致性,验证动态电场激励法原理样机测试装置的可行性和准确性。由电阻定义和面极化阻抗频率特性理论,确定煤巷围岩介质阻容模型参量,以超前探测仪原理样机发射双频调制方波电流信号为激励,经典型有害地质构造等效阻容网络,由高精度数据采集仪进行数据采集与处理,得出激电效应特性变化规律。
- 刘志民刘希高张金涛吕一鸣周游吴淼
- 基于阻容模型的聚焦双频激电仪性能检测试验研究被引量：2
- 2015年
- 为验证聚焦双频激电仪试验样机的准确性和可靠性,将其发展成为工程样机并开展煤矿井下工业性试验,创成聚焦双频激电法煤巷综掘探测技术。论文根据煤巷围岩介质激发极化特性,设计了可靠的阻容模型RC测试网络。通过分析聚焦双频激电仪激电参量数据采集处理与模型理论计算方法,对比模型视幅频率和相对相位差试验测试和理论计算结果,准确、快速地完成聚焦双频激电仪时频域性能检测。结果表明:试验样机测量相位比测量幅值具有更高的精度,在幅值测量方面有待于进一步的改进和完善。
- 刘志民刘希高张金涛周游吕一鸣吴淼
- 关键词：性能检测
- 基于HCNR201的高精度模拟信号隔离电路设计被引量：22
- 2017年
- 为解决煤巷掘进过程中的探掘矛盾,研制了基于双频激电法和电场聚焦偏转效应的矿用聚焦双频激电仪。该仪器要求输出单路幅值可控、5路相互隔离的双频调制方波电流,同时完成输出电压电流值的高精度隔离采样。论文深入分析了基于线性光耦HCNR201的高精度线性隔离放大器的工作原理,从理论上推导了电压传递函数关系;提出了矿用聚焦双频激电仪隔离电路设计方案,完成了高精度模拟信号隔离电路设计(包括输出电压电流隔离采样电路及电压隔离控制电路)。通过搭建电压隔离采样电路并对其测试结果精度进行分析,表明该电路可实现0~2.5 V直流电压信号的高精度采集。
- 刘希高凌春晖吕馥言刘志民吴淼
- 关键词：模拟信号隔离电路传递函数
