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煤田隐蔽火源多源遥感探测研究

武汉大学学报（信息科学版） 2022年第10期47卷 1651-1661页

作者：汪云甲原刚王腾刘竞龙赵峰冯瀚党立波彭锴张雷昕中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116 中国矿业大学自然资源部国土环境与灾害监测重点实验室江苏徐州221116

地下煤火分布广泛,屡治不止,造成资源浪费、生态破坏。中国是世界上煤火灾害最严重的国家,80%的煤层有自燃倾向。煤田隐蔽火源的快速、全面、及时、精准探测是实现防灭火及生态治理的基础和前提,多源遥感极具应用潜力,但需穿透地表、深... 详细信息

地下煤火分布广泛,屡治不止,造成资源浪费、生态破坏。中国是世界上煤火灾害最严重的国家,80%的煤层有自燃倾向。煤田隐蔽火源的快速、全面、及时、精准探测是实现防灭火及生态治理的基础和前提,多源遥感极具应用潜力,但需穿透地表、深入地下,存在诸多瓶颈。将煤田隐蔽火源多源遥感探测问题抽象为同源(同一地下自燃火源)、多象(地表形成的多种异常现象)、多像(多源遥感拍摄的包括多种地表异常信息的影像)关键节点及同源多象-象像映射-源象传递-多像识源研究链条进行分析,在此基础上探讨煤田隐蔽火源多源遥感探测的技术瓶颈,给合中国新疆维吾尔自治区阜康、米泉、宝安等火区隐蔽火源探测实际,给出在极化时序InSAR火区形变探测、时空温度阈值法火区圈定、多源卫星遥感火区联合识别、无人机火区监测试验等方面的研究进展及效果,展望了地下煤火多源天空地井协同感知认知研究的发展方向。

关键词：多源遥感煤田自燃隐蔽火源多像识源探测

基于光强反射和压电振动的混合式结冰探测系统

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航空动力学报 2022年第3期37卷 449-456页

作者：肖春华王宏伟乔宝英谢小辉赵丹中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所四川绵阳621000 中国航天科技集团有限公司四川航天技术研究院四川航天计量测试研究所成都610100

为解决目前飞机结冰探测存在测点单一,测量不准确、探测位置不匹配的问题,基于光强反射方法研制了光纤结冰传感器,基于压电振动方法研制了平膜结冰传感器,将两者进行组合嵌入至NACA0012翼型,研制了一种适合飞机翼面、多点分布测量的混... 详细信息

为解决目前飞机结冰探测存在测点单一,测量不准确、探测位置不匹配的问题,基于光强反射方法研制了光纤结冰传感器,基于压电振动方法研制了平膜结冰传感器,将两者进行组合嵌入至NACA0012翼型,研制了一种适合飞机翼面、多点分布测量的混合式结冰探测系统,并在低温冷库、结冰风洞中进行了测试。研究表明:多点分布测量的混合式结冰探测系统不仅能发挥光纤结冰探测和平膜结冰探测各自的优势,还能实现翼表面的结冰探测,响应时间不超过0.5 s,结冰厚度测量范围可从0.2 mm到3 mm,可靠性优于单点测量的结冰探测棒,是具有发展前景的一种新型结冰探测技术。

关键词：结冰探测光纤平膜混合式翼面传感器光强

水下信息物理系统探测–通信–控制一体化:挑战与进展

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控制理论与应用 2022年第11期39卷 1996-2008页

作者：闫敬关新平罗小元杨晛燕山大学电气工程学院上海交通大学电子信息与电气工程学院燕山大学信息科学与工程学院

水下信息物理系统是集计算、通信和控制于一体的水下智能系统,包括水下探测与采集、通信与组网、控制与决策等过程.目前,水下信息物理系统探测–通信–控制一体化理论体系尚处于构建之中,相关研究正面临诸多亟待解决的难题.为此,本文简... 详细信息

水下信息物理系统是集计算、通信和控制于一体的水下智能系统,包括水下探测与采集、通信与组网、控制与决策等过程.目前,水下信息物理系统探测–通信–控制一体化理论体系尚处于构建之中,相关研究正面临诸多亟待解决的难题.为此,本文简述了水下信息物理系统的内涵与主要特征,分析了水下探测–通信–控制一体化研究面临的挑战与关键问题;综述了水下立体探测、通信组网、协同控制等关键技术的研究进展;对水下信息物理系统探测–通信–控制一体化未来值得深入探究的研究方向进行了总结与展望.

关键词：水下信息物理系统探测通信组网协同控制一体化设计

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矿井瞬变电磁法探测顶板低阻岩层富水性

矿业安全与环保 2023年第1期50卷 76-81页

作者：王军程久龙黄忠正董毅李志刚杨素佼国家能源集团宁夏煤业有限责任公司宁夏银川750001 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

为研究矿井瞬变电磁法探测麦垛山煤矿工作面顶板侏罗系低阻岩层富水性的效果,建立了工作面顶板低阻岩层局部富水的全空间三维地质模型,分析总结其电磁响应特征。根据麦垛山煤矿顶板岩层富水性矿井瞬变电磁法探测工程应用情况,结合已知... 详细信息

为研究矿井瞬变电磁法探测麦垛山煤矿工作面顶板侏罗系低阻岩层富水性的效果,建立了工作面顶板低阻岩层局部富水的全空间三维地质模型,分析总结其电磁响应特征。根据麦垛山煤矿顶板岩层富水性矿井瞬变电磁法探测工程应用情况,结合已知水文地质资料,对探测结果进行分析与解释,后期探放水钻孔较好地验证了圈定的相对低阻异常范围的准确性。研究表明:矿井瞬变电磁法能够实现对采煤工作面顶板侏罗系低阻岩层中富水区的准确探查,可为受顶板水害威胁且具有类似电性特征的工作面的开采提供安全地质保障。

关键词：矿井瞬变电磁法工作面顶板侏罗系低阻岩层富水性探测

OCTEM法探测地下空间地质病害体的应用研究

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：杨旭东席振铢龙霞黄基文湖南五维地质科技有限公司中南大学房产管理处中南大学地球科学与信息物理学院

城镇地下空间地质病害体造成地面塌陷事故时有发生，对人民群众的生命财产安全构成巨大威胁。采用地球物理方法探测和预报地下空间地质病害体是预防城镇地面塌陷事故的重要方案。瞬变电磁法（TEM）是探测地下空间地质病害体的重要方法... 详细信息

城镇地下空间地质病害体造成地面塌陷事故时有发生，对人民群众的生命财产安全构成巨大威胁。采用地球物理方法探测和预报地下空间地质病害体是预防城镇地面塌陷事故的重要方案。瞬变电磁法（TEM）是探测地下空间地质病害体的重要方法之一。等值反磁通瞬变电磁法（OCTEM）采用免接地、小体积、弱耦合的收发一体小型天线，便于在城镇硬化地面及施工空间受限的场地进行快速探测。本文结合理论计算和实际应用来研究OCTEM对地下地质病害体的探测能力。首先基于矢量有限元实现OCTEM三维正演，研究不同地电类型地质病害体的OCTEM响应特征。根据地下地质病害体的电性特征，构建了纯低阻型、纯高阻型、低阻-高阻复合型三类地质病害体地电模型，对比分析了不同地电类型的地质病害体的异常响应，并计算了包含地质病害体时的响应与不包含地质病害体时的背景响应之间的相对异常。计算结果表明：OCTEM对纯低阻型和低阻-高阻复合型地质病害体比较敏感，对纯高阻型地质病害体相对不敏感。对于低阻型或低阻高阻复合型地质病害体，低阻部分与围岩电阻率差异越大、厚度越大、埋深越浅，则相对异常越大，越容易被探测。随着深度加大，OCTEM探测分辨能力将减小。最后，通过在湖南浏阳某村镇试验剖面探测地下岩溶地质病害体案例，分析了OCTEM的探测效果。

关键词：等值反磁通瞬变电磁法探测地下空间地质病害体相对异常

云台激光气体泄漏探测系统在天然气站场的应用

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石油与天然气化工 2023年第1期52卷 110-115页

作者：唐伟龚建华王桥杜德飞唐春凌中国石油西南油气田公司安全环保与技术监督研究院中国石油西南油气田公司质量安全环保处中国石油西南油气田公司川东北气矿

目的分析评估云台激光气体泄漏探测系统在天然气站场实际应用的性能表现。方法充分考虑光强衰减、各类现场环境、人为干扰等影响因素,设计了一套操作性强的测试方法,并开展实际测试。结果得出了在不同场景、不同距离、不同干扰因素下的... 详细信息

目的分析评估云台激光气体泄漏探测系统在天然气站场实际应用的性能表现。方法充分考虑光强衰减、各类现场环境、人为干扰等影响因素,设计了一套操作性强的测试方法,并开展实际测试。结果得出了在不同场景、不同距离、不同干扰因素下的探测数据。结论采用提出的测试方法开展现场测试的数据表明云台激光气体泄漏探测系统探测精度高、抗干扰能力强,普遍适用于各类现场环境,在天然气站场气体泄漏探测领域具有良好的应用前景。

关键词：天然气站场云台激光泄漏探测

基于综合物探方法的公路不稳定边坡潜在滑面探测

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中国地质灾害与防治学报 2022年第1期33卷 117-122页

作者：赵虎张泉谭建秋钟邱平四川省公路规划勘察设计研究院有限公司四川成都610041

为查明公路边坡滑面分布情况,采用瞬态面波和对称四极电测深法进行综合物探勘察,成功识别出滑动面以及潜在滑面位置、形态和范围,再结合钻孔,得出滑坡体地质剖面,高效准确的为滑坡处治设计提供了基础资料。工程实例应用表明,瞬态面波成... 详细信息

为查明公路边坡滑面分布情况,采用瞬态面波和对称四极电测深法进行综合物探勘察,成功识别出滑动面以及潜在滑面位置、形态和范围,再结合钻孔,得出滑坡体地质剖面,高效准确的为滑坡处治设计提供了基础资料。工程实例应用表明,瞬态面波成像在滑动面以及潜在滑面识别中准确直观,且可以提供波速参数;电测深法能够提供不同地质体的电阻率参数,可以对瞬态面波进行有效补充;两种方法互相结合,可以较大限度的降低物探多解性,结合少量钻孔,能提供较为准确的滑坡体地质剖面,可在公路不稳定斜坡探测中发挥重要作用。

关键词：公路滑坡瞬态面波电测深探测

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煤矿含水体瞬变电磁探测技术研究进展

煤炭学报 2021年第1期46卷 77-85页

作者：薛国强李海陈卫营余传涛常江浩于景邨中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源研究重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 青海省第三地质勘查院青海西宁810029 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 河北地质大学河北石家庄050031 中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

老窑采空区、顶底板含水层、陷落柱、溶洞、裂隙等潜在含水体,是煤矿开采中的主要致灾因素,严重影响矿山安全生产。随着煤炭开采规模和深度的逐渐加大,地质条件和观测环境日趋复杂,此环境下含水体探测成为保障煤矿安全生产过程中遇到的... 详细信息

老窑采空区、顶底板含水层、陷落柱、溶洞、裂隙等潜在含水体,是煤矿开采中的主要致灾因素,严重影响矿山安全生产。随着煤炭开采规模和深度的逐渐加大,地质条件和观测环境日趋复杂,此环境下含水体探测成为保障煤矿安全生产过程中遇到的巨大难题,亟需创新电磁精细探测理论与技术。瞬变电磁法能够获得地下介质的电阻率分布,由于煤矿含水体与围岩具有明显的电阻率差异,该方法成为探测含水体的主要方法之一。首先总结了煤矿含水体的赋存特征及其电磁法探测的物理基础。然后,综述了近年国内瞬变电磁探测理论、方法和技术等方面研究新进展,及其在煤矿含水体探测中的应用和前景。理论方面,重点介绍了近年被引入瞬变电磁场数值模拟的时变点电荷载流微元近场理论和矿井瞬变电磁法的物理基础——地下全空间电磁理论,这2项理论都得益于数值模拟手段的发展,近年取得了较大的发展。在方法方面,对修正式中心回线装置、电性源瞬变电磁法、半航空瞬变电磁法和矿井瞬变电磁法等新型瞬变电磁法装置进行介绍。随着相关数据处理和反演技术的发展,这些新装置开始在煤矿含水体中得到应用,并展现出与传统方法截然不同的技术特点。最后,指出瞬变电磁多分辨探测方法技术、大数据技术、煤矿多层采空区精细探测技术和瞬变电磁高分辨数据采集装备研发是近年煤矿复杂含水体探测的研究方向。

关键词：含水体煤矿探测瞬变电磁法

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多频雷达融合的综放顶煤结构精准探测技术

岩土力学 2023年

作者：刘万里王诚龙王浩宇张学亮中国矿业大学机电工程学院煤炭工业规划设计研究院有限公司

顶煤结构的准确探测是实现综放智能化开采的重要依据，然而我国煤层结构复杂且内部常含多层夹矸，易影响综放智能化开采的水平。为此，本文提出一种多频雷达融合的综放顶煤结构精准探测方法，可提高雷达天线探测深度内的浅部探测精度，... 详细信息

顶煤结构的准确探测是实现综放智能化开采的重要依据，然而我国煤层结构复杂且内部常含多层夹矸，易影响综放智能化开采的水平。为此，本文提出一种多频雷达融合的综放顶煤结构精准探测方法，可提高雷达天线探测深度内的浅部探测精度，同时对顶煤内部的结构信息进行解释。主要研究步骤如下：首先，对不同频率的雷达数据进行预处理和空间对齐，建立不同频率雷达数据之间的空间对应关系。其次，利用滑动窗口与小波变换加权融合方法对多频率雷达数据进行处理，根据窗口内各分段小波信号的能量占比确定各频率信号的时变权重值，并引入边缘检测算法来提高小波变换对雷达数据的融合效率，实现多频雷达数据有效融合。最后，根据煤-矸-岩的介电常数差异和电磁波传播的衰减特性，建立顶煤内部回波强度模型，并利用分层识别方法计算出顶煤内部煤-矸-岩之间的界面信息，进而反演出顶煤内部结构（包括顶煤厚度、夹矸厚度及层数、夹矸层间距等）。试验结果表明所提出方法能有效的将不同频率雷达数据进行融合，并能有效的探测出顶煤内部结构特征，且顶煤厚度、夹矸厚度和夹矸层间距的探测误差均小于10%，实现顶煤结构精准探测，为综放智能化开采提供理论技术支撑。

关键词：综放开采多频雷达融合顶煤结构探测