提升煤岩电磁辐射天线性能：实验与应用

煤岩电磁辐射磁棒天线性能试验是一项针对煤矿井下环境中低频电磁辐射信号进行研究的重要课题。煤矿中的煤岩动力灾害预测，特别是瓦斯突出，通常依赖于地球物理方法，其中电磁辐射法因其非接触式和动态监测的优势而被广泛关注。中国矿业大学的研究团队在90年代中期提出了电磁辐射预测法，该方法基于监测煤岩体在变形破裂过程中的电磁辐射信号。 然而，现有的现场监测设备主要侧重于低频率的电磁辐射，这导致它们易受井下各种电磁干扰，并且传播距离有限，预测精度往往难以满足现代煤矿生产的需求。为了提升预测的准确性，研究者决定优化磁棒天线的性能。磁棒天线作为一种高效的转换器，具有小型化、高灵敏度和抗干扰性强的优点，但由于实际制造中的容差，其性能可能会有所偏差。 实验室内对超低频磁棒天线进行性能测试，包括分析其波瓣图（展示天线辐射能量在不同方向上的分布），主旁瓣宽（衡量天线指向性的好坏），方向系数D（衡量天线辐射能量集中程度），以及增益G（表示天线信号放大能力）。通过这些参数的测定，可以优化天线的布局，确保其能够有效地定向接收煤岩电磁辐射，尤其是在频率响应方面，不同的频率会有不同的衰减系数。 空间上正交结构的磁棒天线结合低噪声放大器和移相器的应用，有助于克服磁棒天线的指向性和信号微弱问题，使得天线能在井下的复杂电磁环境中稳定工作。这一研究不仅提供了理论支持，也为改进电磁辐射法在实际应用中的预测性能指明了方向，对于提升煤矿安全预警系统的效能具有重要意义。 煤岩电磁辐射磁棒天线性能试验旨在通过提升接收设备的性能，更好地捕捉和解析煤岩体在灾害前兆时产生的复杂电磁辐射，从而提高瓦斯突出等动力灾害的预测精度，为保障煤矿作业安全打下坚实的基础。