[发明专利]煤岩识别设备及其识别方法

摘要

本发明揭示了一种煤岩识别设备及其识别方法，所述煤岩识别设备包括声波发射装置、声波接收装置、水平倾角检测仪、水路引导装置、信号处理和计算装置、电缆、防爆外壳；声波发射装置包括信号发生器、功率放大器、水听器，水听器最终将一定频率的声波信号进行对外发射；声波接收装置包括水听器、测量放大器。本发明解决了现有煤岩识别方法识别效果不佳、存在固有和较大的误差、不实用、不能用于复杂地质工作面地质环境的问题。本发明能够适用于对煤岩识别效果要求较高的情形，以声学探测为主要识别技术，以非线性方程组数值解求解为解算方法，具有稳定的求解精度。本发明识别设备结构紧凑，识别方法安全可靠，安装和操作方便。

主权项

1.一种煤岩识别设备，其特征在于，所述煤岩识别设备包括：声波发射装置、声波接收装置、水平倾角检测仪、水路引导装置、信号处理和计算装置；所述声波发射装置包括信号发生器、功率放大器、发射用水听器，发射用水听器最终将一定频率的声波信号进行对外发射；所述声波接收装置包括接收用水听器、测量放大器；所述水路引导装置所喷冷却水将声波发射装置发出的声波路径覆盖，即声波自发射用水听器发出后，一直在水中传输直到煤层；水平倾角检测仪用以在检测到声波发射装置位于水平时，控制声波发射装置进行一次煤岩识别探测；信号计算和处理装置与声波发射装置、声波接收装置、水平倾角检测仪、水路引导装置连接；所述信号处理和计算装置对传入的数据进行采样，采样数据包括声波发射装置所发声波信号和声波接收装置接收声波信号数据，计算收发信号的幅值模数比，通过声学模型非线性方程组解算测到煤厚数据并输出；所述非线性方程组为：其中其中，A为发射和接收的声波幅值之比的模数，x_水为水听器距离水煤界面距离，x_煤代表煤厚，f为频率，α_水为水的声吸收系数，α_煤为煤的吸收系数，R₁、R₂、R₃分别为水、煤、岩的特性阻抗；采用多种频率声波进行探测，对方程组数值分析求解，从而获得未知参数x_水、x_煤的值。