该项目针对我国煤炭开采地质条件复杂、隐伏灾害源种类多，从而导致煤矿事故频发的问题开展攻关研究，通过研制高精度防爆控制单元、双频屏蔽天线、组合天线及控制系统，并开发相应的灾害源反演识别算法，最终研制出回采区工作面灾害源CT透射防爆地质雷达探测仪、超前探测双频控制防爆地质雷达探测仪、顶底板及侧帮灾害源单频天线防爆地质雷达探测仪等组成的矿井灾害源探测成套仪器,地质雷达控制单元步进精度达到2皮秒,系统动态范围172dB,天线采用屏蔽结构设计，满足矿井超前50m范围、顶底板30m范围内、跨度300m跨度开采区内部的地质小构造、陷落柱、煤层裂隙、地下富水区的精细探测，探测度可以达到0.5米。

在神华集团有限责任公司、北京中煤建机电设备有限公司、河南能源化工集团有限公司和山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司等国家大型煤矿开采企业开展矿井灾害源探测应用技术开发及示范应用，在探测应用中，各应用单位根据现场应用情况和矿井实际需求，分别对仪器的结构、探测参数、仪器体积重量、软硬件操作、支架方式及配套装备等提出了进一步改进建议。此外，各单位建立不同的物理模型，将已知目标体和未知目标体探测应用相结合，将现场测试与实际工程应用相结合，建立矿井地质雷达灾害源探测的标准草案。通过巷道掘进工作面、巷道顶底板和回采工作区内灾害易发区域开展试验，形成煤炭矿井灾害源探测的创新技术。

产业化依托中国矿业大学（北京）“煤炭资源与安全开采”国家重点实验室和河北博路天宝石油设备制造有限公司。充分利用高校研究成果，通过产、学、研相结合，设计了长*宽*高为120m*50m*6.4m，比例尺为1:1均匀介质模拟矿井灾害源探测的大型物理模型，可以模拟矿井地球物理、工程地球物理、资源地球物理勘探中的一些典型的地质条件和灾害源，进行仪器标定和探测实验方法的研究。

产业化和示范基地建设及应用紧密结合，仪器在设计上充分考虑矿井的恶劣环境，提高数据采集装置的防尘、防水能力，提高装装置的温度、振动、湿度等性能指标；同时规范生产流程，对加工、制作和检测等，建立标准化管理；在示范基地不断应用过程中，逐步完成工程化和产业化。除了对仪器进行规范的工业化设计外，还建立质量测试平台，出厂仪器需要经过振动平台、高低温测试平台和湿度测试平台，采用测试平台可以进行电路的老化测试。建立仪器开发室、仪器试验中心、仪器测试中心、库房、加工平台、外协中心、应用中心等职能部门；建立严格的工艺流程和相应的规章制度。建立矿井防爆地质雷达仪器的中试生产线以及配套设施，构建仪器生产平台和仪器质量测试平台，具备成套矿井地质雷达探测仪生产、加工与装备能力，达到工程化和产业化目标。

成果创新性：提出基于斜波式步进延迟的可编程定时器技术，开发了数控恒流源构建精密步进控制电路，提高定时精度。

大功率电源本安防爆电路设计，提出电源双级保护电路，实现不同电压下对电流的过载保护。

利用非储能元器件电路等效替代储能元器件电路方法，实现计算机主板、液晶高压背光电路板的本安改进。

实时采集智能滤波处理技术，提出自适应空间二维滤波算法。

成果先进性：开发出下降和上升沿不对称的发射机，发射脉冲带宽提高30%。研制出高频采样低压雪崩电路，接收机灵敏度从150μv提高到50μv，提高了探测深度。

开发了定向天线发射控制技术，独创出加长杆阻抗一致性可插拔接口技术，设计并开发出10-80MHz低频组合天线。

开发了超前探测100MHz-200MHz双频雷达天线，实现了双频天线单发单收、一发两收、两发一收功能。

提出水平IIR预测滤波算法，通过水平干扰信号相关系数，压制扰信号，提高雷达系统的抗干扰能力。

成果独占性：申请国内专利29项，授权国内专利16项，其中申请国内发明专利24项，授权国内发明专利11项；申请国外发明专利1项。

1. 下载详细PDF版/Doc版

提示：为方便大家复制编辑，博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。