声学建模解决煤岩界面识别：精度达0.03米

本文主要探讨了煤岩界面识别的声学建模方法，针对煤炭工业中的一个关键问题——如何准确地探测和区分煤层与岩石界面，研究人员利用声学探测技术进行研究。声学探测法基于声波在水、煤、岩三种介质之间的传播特性，尤其是声波在遇到水煤界面和煤岩界面时的反射和折射现象。这些界面处的声压连续性和质点速度连续性是建立声学传输路径模型的基础。 模型的核心是考虑声波在传播过程中会受到介质衰减的影响，这涉及到声吸收系数、特性阻抗等参数。作者推导出了一个非线性方程，该方程包含了声波在不同介质中传播时，通过两个界面反射和传播的回波计算公式，形成了路径传输的煤岩识别声学模型。这个模型不仅依赖于介质的基本参数，如声波频率、幅值比模数，还与煤层和水层的厚度密切相关。 为了验证模型的有效性，研究者搭建了一个专门的煤岩识别试验平台，利用水听器作为声波收发设备，与信号发生器和示波器共同构成收发系统和数据分析装置。他们使用MATLAB软件包SIMULINK进行声波的模拟发射和接收，通过标定不同介质的声吸收系数，然后求解发射和接收声波的幅值比模型方程，从而得到煤层和水层的厚度估计值。实验结果显示，理论上的煤层厚度识别误差仅为0.03米，显示出该模型具有较高的精度。 未来，作者计划通过现场试验进一步验证这一模型的实际应用效果，这将对提高煤炭开采过程中的岩相识别精度和效率有着重要意义。这项研究结合了声学原理和实际工程应用，为煤炭行业的高效勘探和开采提供了新的科学依据和技术支持。