基于GPR与ESR的煤岩性状识别方法研究

发布时间：2023-12-05 19:00

　　我国煤炭工业发展的愿景是实现矿山的无人化和智能化,这也是《国家能源科技“十二五”规划(2011-2015)》确定的重点任务和目标,其要解决的关键问题就是煤岩性状识别。煤矿安全生产“十三五”规划(2016-2020)提出推进煤矿机械化、自动化、信息化、智能化改造,并逐步实现煤矿井下无人工作面,无人值守;另外,国家重点基础研究计划(973计划)(2014-2018)《深部危险煤层无人采煤关键基础研究》课题,将“煤岩性状在线识别与采掘状态感知原理及实现方法”列为关键子课题,提出煤岩性状的在线识别是实现深部煤层无人采掘装备自主控制最为关键的信息基础,是实现采煤机滚筒自动调高的依据。因此,研究煤岩界面识别对于实现综采工作面智能化和无人化采煤具有重要意义。煤岩识别一直是一个研究热点,虽然国内外许多学者已经提出了大量的解决方案,但是这些方法基本都停留在方法的可行性探讨阶段,缺乏对煤岩性状特征的研究,还没有形成一个有效的解决方案。本文以煤岩界面和煤岩介质为研究对象,以煤岩介质的电磁特性和ESR(Electron Spin Resonance)自由基特性参数差异规律为研究内容,利用电磁波技术开展了煤岩性...

【文章页数】：121 页

【学位级别】：博士

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致谢
摘要
Abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究存在的主要问题
    1.4 研究内容与创新之处
    1.5 论文结构与小结
2 GPR与ESR电磁波相关原理和技术
    2.1 引言
    2.2 电磁波基本理论
    2.3 界面电磁波反射和折射
    2.4 电磁波在煤岩介质中的传播特性
    2.5 电子自旋共振基本原理
    2.6 本章小结
3 基于GPR的煤岩界面探测方法与适用性研究
    3.1 引言
    3.2 地质雷达原理
    3.3 煤岩界面电磁模型与适用性研究
    3.4 时域有限差分法（FDTD）煤岩界面数值模拟
    3.5 现场实验和结果分析
    3.6 本章小结
4 煤岩自由基性状特征ESR实验研究
    4.1 引言
    4.2 ESR波谱分析
    4.3 煤岩ESR实验内容与实验方法
    4.4 煤岩ESR光谱实验结果和分析
    4.5 本章小结
5 煤岩界面与煤岩介质识别方法研究
    5.1 引言
    5.2 基于改进OTSU算法的煤岩界面识别方法
    5.3 基于ESR-SVM-CID的煤岩识别方法
    5.4 基于ESR-SVM-CGID的煤、矸石和岩识别方法
    5.5 基于ESR-SVM-CGID的含矸煤岩界面判识模型
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3870714