矿井瞬变电磁收发端结构优化设计

发布时间：2021-04-05 20:02

　　矿井水害事故严重威胁着井下工人的生命安全和煤矿生产的安全运行。所以急需准确的矿井水害超前探测技术以增强矿井水防治能力。目前矿井水害超前探测方法主要有钻探法、直流电法、瞬变电磁法和探地雷达法等,瞬变电磁法以其操作便捷、方向性强、探测距离远和对低阻区敏感等优点,已成为煤矿水害超前探测的最佳选择方法,但是目前瞬变电磁探测技术仍然存在有效探测距离太近和对微弱的二次场信号接收能力较弱等问题,为此本文开展了瞬变电磁收发端结构的优化设计,以增强发射端产生的一次磁场信号强度和对微弱二次磁场信号的接收能力。本文主要研究内容如下：（1）设计了一种瞬变电磁8字形发射线圈,采用MAXWELL仿真软件对瞬变电磁8字形发射线圈和方形发射线圈进行了仿真分析,通过对比8字形发射线圈和方形发射线圈在不同大小电流情况下产生的磁场分布发现,8字形发射线圈在远距离位置具有较强的聚焦能力,在近距离位置能产生明显大于方形线圈的磁通密度。（2）采用FPGA技术设计了瞬变电磁发射电路,利用EXB841模块设计了驱动电路,实现对H桥路的四个MOSFET管的有效驱动,同时改变传统桥路的控制策略,实现对MOSFET管的快速关断；在设计中采... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

钻孔探放水实施方案图

图1-2 TSP探测原理示意图Figure 1-2 Schematic diagram of the TSP探地雷达技术达技术是一种定向高频电磁波反射定位技术，其工作原理如图1-3所示[5]，

(2)探地雷达技术探地雷达技术是一种定向高频电磁波反射定位技术，其工作原理如图1-3所示[5]，发射机向目标体发射高频电磁波，高频电磁波穿透过周围介质到达目标体，在目标体表面产生反射现象，被反射回的电磁波信号穿透过介质到达接收位置被接收装置所接收，通过分析接收到的信号可以实现对目标体的特性分析。探地雷达技术所具有的探测时间短(<lh)、无损探测和操作安全等特点可以有效弥补钻孔探测方式所存在的不足，对于提高超前探测的可靠性具有重要的帮助作用，所以在浅层地质勘探中，探地雷达技术有着非常广泛的应用。探地雷达的产品主要有：美国GSSI公司生产的SIR-300,可以实现三维成像，俄罗斯的0K0-2地质雷达；国内的中国电波传播研究所研制的LTD系列探地雷达也得到了广泛的应用，但是在信号采集和排除干扰等方面与国外的同类产品还存在一定差距。虽然探地雷达技术在公路險道、地下管道和地层划分中应用较为广泛[6_8]

【参考文献】：
期刊论文
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[10]青岛胶州湾海底隧道F4-4含水断层注浆前后TSP探测分析[J]. 薛翊国,李术才,赵岩,苏茂鑫,李为腾,丁志海.  山东大学学报(工学版). 2009(02)

博士论文
[1]矿井瞬变电磁场分布规律与应用研究[D]. 刘志新.中国矿业大学 2008

硕士论文
[1]基于ATEM-Ⅱ的改进型电磁法发射系统设计与实现[D]. 徐立忠.吉林大学 2008
[2]基于DSP的瞬变电磁数据采集系统的研制[D]. 刘丽萍.吉林大学 2005



本文编号：3120016