基于超声相控阵的煤岩界面识别研究  被引量:17

Research on coal-rock interface recognition based on ultrasonic phased array

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作  者:李力[1] 欧阳春平[1] 

机构地区:[1]中南大学高性能复杂制造国家重点实验室,湖南长沙410083

出  处:《中国矿业大学学报》2017年第3期485-492,共8页Journal of China University of Mining & Technology

基  金:国家重点基础研究发展计划(973)项目(2014CB046305);中国大洋矿产资源研究开发协会项目(DY125-14-T-03)

摘  要:煤矿综合机械化开采中的煤岩界面识别问题属世界性难题.利用煤与岩的声阻抗差异以及相控阵技术,提出了基于超声相控阵的煤岩界面识别方法.在分析煤样与岩石的声速和超声波衰减系数等参数的基础上,基于非均质散射场理论,建立超声相控阵煤岩识别模型.开展了多种频率的超声相控阵对不同类型煤岩模型的扫描检测数值模拟研究,获得了煤岩界面的回波信号和超声相控阵成像图像,实现了煤岩界面的识别.结果表明:基于非均质散射场声场理论的超声波相控阵煤岩模型构建与仿真方法的正确性;超声相控阵方法可应用于煤岩界面的识别研究.Coal-rock interface is one of the most difficulty in the mechanized coal mining.The method of coal-rock interface recognition based on ultrasonic phased array was proposed using the difference of acoustic impedance between coal and rock and the phased array technology.Analysed the results of ultrasonic tests on acoustic velocity and attenuation coefficient of coal and rock,the model of coal-rock with ultrasonic phased array was built based on the theory of heterogeneous scattering field.The numerical simulations of the different kind coal-rock models detected by different frequencies with ultrasonic phased array were carried out.The ultrasonic echo signals and images of coal-rock were got and the interfaces of coal-rock were recognized.The results show that the coal-rock modeling with ultrasonic phased array and its numerical simulation in the method are correct,and method of ultrasonic phased array can be used in research of coal-rock interface recognition.

关 键 词:煤岩界面识别 超声检测 相控阵 衰减系数 中心频率 

分 类 号:TD82[矿业工程—煤矿开采]

 

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