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为实现煤矿巷道超前探测,提出了一种基于双频激电法和电场扫描探测理论的矿用聚焦双频激电法超前探测技术。基于共线点电流源的电力线方程理论,推导煤矿巷道探测电场边界电力线方程算法;提出电场扫描探测策略,分析了电场扫描探测的实际分辨率;基于电介质边界条件,根据巷道地质结构模型推导电力线偏移向量求解公式,分析了地质异常体对电力线的影响。理论计算表明:通过连续改变探测仪各通道电流强度,探测电场扫描分辨率理论上可任意设定,实际探测由实际地质工况条件选定;地质异常体的存在会影响电力线分布,板状体的厚度越大或者围岩与板状体之间的电阻率比值越大或者板状体倾角越大,则电力线偏移向量横坐标与纵坐标的绝对值越大;通过电场聚焦和偏转扫描探测,可确定异常体的直径和方位。 相似文献
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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。 相似文献
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针对频率域煤巷超前探测灾害性含导水构造解析数学模型研究不足这一现状,基于空间电位拉氏方程和介质电阻率cole-cole模型,建立了煤巷超前探测灾害性含导水构造双频激电法的解析数学模型。通过模型分析,结果表明：双频激电法具有自动消除探测过程中对高低频电位相同干扰因素的影响,以及巷道空腔对探测结果的影响等优点;提出了利用所建解析数学模型,通过观测的视幅频率（PFE）数据快速确定灾害性含导水地质构造的厚度及其距掘进面的距离的方法。最后通过具体实施算例对所提方法进行了详细论证。 相似文献
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运用虚拟设计与联合仿真技术,综合Pro/E、MATLAB与ADAMS软件的优点,在Pro/E环境下完成单体液压支柱零部件的三维参数化设计;运用MATLAB软件对模型系统的动态特性进行仿真研究,分析破坏支柱的主要因素,改进重要零部件设计参数;通过MECHANISM/Pro接口建立支柱动力学模型,运用ADAMS/Solver模块对支柱升降的运动学和动力学特性进行虚拟试验,与实际工况进行对比分析;通过反复修改设计缺陷,完成单体液压支柱综合性能优化设计。解决了支柱产品制造成本高、试验毁坏性严重、零部件故障诊断困难等难题,为研制新型支柱提供理论依据与技术支持。 相似文献
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为增加坑道断面前方勘探深度,减小电场全空间效应及干扰因素,发展成为聚焦双频激电法超前探测新技术。根据聚焦双频激电效应探测机理,建立电场线微分方程,分析聚焦双频激电法探测电场空间电流密度分布规律。利用有限单元法求解空间多点电源场异常电位的边值与变分问题,分析空间各节点电位聚焦效应分布特性,数值模拟断面中心两侧测量电极节点处的视电阻率和视幅频率随发射电流变化规律。搭建土槽物理模型试验平台,开展不同规模、不同方位含水异常体聚焦激电效应探测。测试结果表明:随电流的增加,视电阻率逐渐减小,视幅频率逐渐增加,且当激电效应参量达到极值点后,视电阻率增加和视幅频率减小的幅度趋于平缓;与仅有一个含水异常体相比,存在两个含水异常体时具有较为明显的异常激电效应特征;根据不同方位测量电极节点处的激电效应参量差异程度确定异常体存在的具体方向。 相似文献
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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客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312.07 Ω·m变为320.37 Ω·m,即视幅频率对异常体规模变化更为敏感. 相似文献
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