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[实用新型]一种煤岩破坏电磁辐射定向监测天线-CN202122220442.5有效
发明人： 宋大钊;何学秋;殷山;李杰;刘洋 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2021-09-14 - 公布日： 2022-01-18 - 主分类号： H01Q21/29 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种煤岩破坏电磁辐射定向监测天线，包括防护装置和三轴环形天线装置；所述防护装置包括防护外壳，所述防护外壳内部中空且顶部安装有指南针和水平仪；所述三轴环形天线装置包括三个环形天线、容纳所述环形天线的中空的支撑架以及固定所述支撑架的底座，三个所述环形天线以三轴笛卡尔坐标系形式两两正交；所述三轴环形天线装置配有接线端口，所述三轴环形天线装置通过所述接线端口与外部采集装置连接。本实用新型实施例中，通过三轴环形天线装置可实现对煤岩电磁辐射信号的三维测向与定位，同时天线结构简单、便携，有利于煤岩动力灾害电磁辐射定位技术的发展。
一种破坏电磁辐射定向监测天线

[发明专利]一种基于煤层波速场测试的水力压裂影响范围评价方法-CN202110191394.3有效
发明人：邱黎明;宋大钊;何学秋;李振雷 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2021-02-20 - 公布日： 2022-01-11 - 主分类号： G01V1/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于煤层波速场测试的水力压裂影响范围评价方法，包括：确定水力压裂实施区域，在该区域布置水力压裂系统和震动传感器；在实施水力压裂前，监测煤体破裂过程产生的震动波信号，得到煤层水力压裂前的波速场；利用水力压裂系统对煤体进行水力压裂，并在此过程中连续监测煤体破裂过程产生的震动波信号，得到煤层水力压裂后的波速场；将煤层水力压裂后的波速场与水力压裂前的波速场进行比对，得到煤层水力压裂前后的波速变化量；根据煤层水力压裂前后的波速场变化情况，确定煤层区域水力消突影响范围。本发明降低了水力压裂影响范围的评价成本和评价时间，解决了现有技术测试点多、测试范围小的问题。
一种基于煤层波速测试水力影响范围评价方法

[发明专利]一种快速精确探测煤岩层分界的方法-CN202110370129.1有效
发明人：邱黎明;宋大钊;何学秋;刘强 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2021-04-07 - 公布日： 2021-12-24 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种快速精确探测煤岩层分界的方法，包括：通过钻孔法获取待探测区域的煤岩芯样品；通过煤岩芯样品测得钻孔处的各结构层的厚度及电阻率；根据各结构层的厚度及电阻率建立煤岩层几何模型；对煤岩层几何模型进行正演模拟计算，确定煤岩分界点的视电阻率；获取待探测区域各结构层的视电阻率分布图；基于正演模拟计算确定的煤岩分界点的视电阻率及结构层厚度测量结果，根据获取的待探测区域各结构层的视电阻率分布图，确定待探测区域的煤岩层分界线。本发明利用不同介质电阻率的差异性快速探测煤岩层分界，并结合取芯和正演结论得到煤岩分界线的精确位置，解决了现有钻探方法耗时长且误差大的问题。
一种快速精确探测岩层分界方法

[发明专利]一种煤岩破坏电磁辐射测向定位系统-CN202111029429.X有效
发明人： 宋大钊;何学秋;韦梦菡 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2021-09-03 - 公布日： 2021-12-03 - 主分类号： G01V3/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤岩破坏电磁辐射测向定位系统，包括三轴电磁传感器阵列、信号采集模块和测向定位终端；所述三轴电磁传感器阵列由至少4个三轴电磁传感器组成，用于基于隧道磁电阻技术同步感知三轴方向的磁场强度，并测量得到空间真实磁场矢量；所述信号采集模块用于实时采集多个测点的磁场矢量变化信息，并提取磁场矢量变化参数后传输至所述测向定位终端；所述测向定位终端用于根据接收到的磁场矢量变化参数进行测向定位解算，并对定位结果、定位时间、定位坐标进行三维动态可视化显示。本发明将隧道磁电阻技术用于煤岩破坏电磁辐射的测向定位，实现对煤岩动力灾害的准确监测预警，对于煤岩动力灾害防治具有重大意义。
一种破坏电磁辐射测向定位系统

[发明专利]一种煤矿井下巷道风量智能实时监测装置及方法-CN202110821086.4在审
发明人：何学秋;宋大钊;王恒;赵英杰;秦梦丽 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2021-07-20 - 公布日： 2021-10-08 - 主分类号： E21F17/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种煤矿井下巷道风量智能实时监测装置及方法，该装置包括：数字监控系统，用于实时采集巷道断面轮廓图像；矿用风速感知系统，用于实时测量巷道风速；计算机终端处理系统，用于根据巷道断面轮廓图像对巷道断面轮廓进行检测，并根据检测出的巷道断面轮廓计算出巷道断面面积，然后结合巷道风速，计算出巷道实时风量。本发明可实现巷道实时风量测量，且具有误差小，准确率高，减少了工作量，降低了通风成本，提升了功效等优点，为煤矿井下巷道风量智能实时监测提供了一个新思路及一套完善的技术方案。
一种煤矿井下巷道风量智能实时监测装置方法

[发明专利]一种基于深度学习微震监测数据的冲击地压预警方法-CN202110771985.8在审
发明人： 宋大钊;李振雷;曹亚利;王洪磊;周超 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2021-07-08 - 公布日： 2021-10-01 - 主分类号： G06N3/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于深度学习微震监测数据的冲击地压预警方法。该方法包括如下5个步骤：(1)建立打分系统，基于专家经验，通过历史微震监测数据及其特征参数对冲击地压危险进行分析评判，生成样本标签；(2)构建数据集，将微震监测数据及其特征参数作为样本特征X，冲击地压危险评判值作为样本标签Y；(3)数据预处理。对样本特征X进行预处理；(4)构建深度学习模型。将预处理后的数据集输入模型进行训练，将K折交叉验证法用于模型评估；(5)将最优模型应用于冲击地压监测。本发明提供的冲击地压监测预警方法，能够深入挖掘专家经验定性信息，与定量信息相结合，充分获取微震监测数据的有效信息，解决传统冲击地压监测预警方法出现的数据使用不充分和有效信息丢失等问题。
一种基于深度学习监测数据冲击地压预警方法

[发明专利]一种基于同步压缩变换的提高微震定位精度的方法-CN202110736377.3在审
发明人：何生全;何学秋;宋大钊;曹彪;李振雷 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2021-06-30 - 公布日： 2021-09-24 - 主分类号： G01V1/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于同步压缩变换的提高微震定位精度的方法，涉及微震监测领域技术领域，其通过同步压缩变换方法将微震监测系统采集到的原始微震波形进行快速变换，从时间‑速度图像转换成高分辨率的时间‑频率图像，将具有细微不同频率成分的P波和S波清晰的显示出来，准确拾取到P波和S波到时。本发明能够准确拾取P波和S波到时，为同时利用P波和S波进行微震定位计算提供了可能，提高微震定位精度，计算过程易于编程，可实时对采集到的原始波形进行快速计算，自动定位，避免人为标波导致大的误差，确定监测冲击危险区域，为矿井安全生产起到积极作用。
一种基于同步压缩变换提高定位精度方法

[发明专利]一种基于静磁场检测的岩砼结构体稳定性监测预警方法-CN202110609178.6在审
发明人：邱黎明;宋大钊;何学秋;殷山;李振雷;李杰 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2021-06-01 - 公布日： 2021-09-17 - 主分类号： G01B7/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于静磁场检测的岩砼结构体稳定性监测预警方法，该方法包括：以混凝土和磁性材料制备磁性混凝土试件；在待监测岩砼结构体上开挖与试件等体积，用于容纳试件的空腔；在空腔的正前方固定磁场传感器，并测试当前环境磁场强度；将试件放入空腔内；利用磁场传感器测试空腔内试件的磁场强度，直到磁场传感器的数据稳定，读取空腔内试件的初始磁场强度；定期测试试件受压变形过程的磁场强度；基于试件的磁场强度的变化率，根据预设的判别准则，判断待监测岩砼结构体的稳定性，实现对待监测岩砼结构体稳定性的监测与预警。本发明具有测试成本小，敏感性强以及精确度高等优点。
一种基于磁场检测结构稳定性监测预警方法

[发明专利]利用倒谱系数分析震动信号评价煤岩稳定性的方法和装置-CN202010680181.2有效
发明人：李振雷;王洪磊;宋大钊;何学秋;薛雅荣;邱黎明 -专利权人：北京科技大学;中安安全工程研究院
申请日： 2020-07-15 - 公布日： 2021-09-14 - 主分类号： G08B21/10 文献下载
摘要：本发明提供一种利用倒谱系数分析震动信号评价煤岩稳定性的方法和装置，属于煤岩动力灾害监测预警领域。所述方法包括：对原始震动波信号的倒谱系数进行排序得到倒谱系数的时序分布；根据得到的倒谱系数的时序分布，为倒谱系数制作标签；确定倒谱系数与标签的相关性，根据相关性结果从倒谱系数中选取若干个参数作为煤岩体稳定性的评价指标；确定标签随评价指标的概率分布，建立利用评价指标评价煤岩体稳定性的评价准则；利用建立的评价准则对煤岩体的稳定性进行实时评价。采用本发明，能够根据震动波信号定量评价煤岩体的稳定性，有助于提高煤岩动力灾害监测预警的准确性。
利用谱系分析震动信号评价稳定性方法装置

[发明专利]一种基于动静载模拟的冲击地压危险评价方法-CN202110499959.4在审
发明人：何生全;何学秋;宋大钊;李振雷 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2021-05-08 - 公布日： 2021-09-03 - 主分类号： G06F30/25 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于动静载模拟的冲击地压危险评价方法，包括：获取待评价矿井的工程地质参数和煤岩物理力学参数；建立矿井的三维数值模型并进行物理力学参数赋值，得到矿井模型；设置矿井模型的静载边界条件，进行静载模拟计算；计算静载冲击危险性评估参数；拆分并重构震源原始混合震动波形为S波和P波；将获取的S波和P波施加于矿井模型震源位置，进行动载模拟计算；根据动载和静载数值计算结果，采用预设的评估准则进行冲击危险评估。本发明综合考虑了静载应力和动载应力，可准确评估矿井具体位置冲击地压危险性，有针对性的指导进行巷道支护和卸压，适用于有冲击危险的矿井。
一种基于动静模拟冲击地压危险评价方法

[发明专利]一种煤矿井筒下压煤奇偶分区循环连采连充开采方法-CN201911211350.1有效
发明人：周超;李振雷;宋大钊;何学秋;钟涛平 -专利权人：北京科技大学;中安安全工程研究院
申请日： 2019-11-29 - 公布日： 2021-08-10 - 主分类号： E21C41/18 文献下载
摘要：本发明提供一种煤矿井筒下压煤奇偶分区循环连采连充开采方法，其包括如下步骤：开采前，将开采范围的煤层划分为等宽等长矩形状的奇偶区域，以掘代采，掘进期间先掘进奇数区域，待奇数区域施工完毕后对偶数区域进行施工，在掘进一个新的区域的同时对上一个已掘完的区域进行充填处理，依次循环连采连充作业，直至工作面回采完毕；开采过程中及开采后期，制定监测方案，监测井筒和充填体的变形量，同时制定井筒大变形的应急预案，确保井筒的安全稳定，在最大程度上置换出煤炭的资源的同时，提高井筒的安全系数，这是老旧矿井解决资源枯竭问题的重要方法，也是煤炭企业贯彻绿色开采理念的思路。
一种煤矿井筒下压奇偶分区循环连采连充开采方法

[发明专利]一种含瓦斯煤体电阻率研究用实验装置以及使用方法-CN202110633864.7在审
发明人：陈鹏;陈学习;谢宏;杨涛;宋大钊 -专利权人：华北科技学院
申请日： 2021-06-07 - 公布日： 2021-08-06 - 主分类号： G01N27/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种含瓦斯煤体电阻率研究用实验装置以及使用方法，包括导气管和电阻仪，所述电阻仪的一侧设置有第一恒温水浴箱、另一侧设置有第二恒温水浴箱，所述第一恒温水浴箱的内部放置有瓦斯罐，所述第二恒温水浴箱的内部放置有吸附缶、且吸附缶的内部放置有煤样，所述吸附缶的顶部拆装设置有绝缘盖，所述导气管的一端和瓦斯罐连接、另一端和吸附缶连接，还包括稳固机构；本发明的有益效果是：通过设计的稳固机构，使得吸附缶放置稳固，增加了吸附缶放置的稳固性；通过设计的支撑机构，有助于进一步起到对导气管的支撑，解决了传统中的导气管支撑不足的问题；通过设计的稳固组件，使得电阻仪倾斜，增加用户操作电阻仪的便利。
一种瓦斯电阻率研究实验装置以及使用方法

[发明专利]一种基于机器视觉的煤矿井下打钻数量统计方法-CN202110422894.3在审
发明人： 宋大钊;薛雅荣;王洪磊;周超;曹亚利 -专利权人：北京科技大学
申请日： 2021-04-16 - 公布日： 2021-07-13 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于机器视觉的煤矿井下打钻数量统计方法，包括如下步骤：步骤一、对采集的井下防突打钻过程视频进行分帧；步骤二、对分帧得到的图像进行去雾和降噪处理以提高图像清晰度；步骤三、识别图像中钻机动力头的位置；步骤四、追踪钻机动力头的位置信息，识别其运动周期；步骤五、根据钻机动力头的运动周期进行钻杆计数；步骤六、根据人工计数反馈结果修正模型。该方法可以对煤矿井下防突打钻过程进行自动监控，并能根据人工反馈结果自动修正模型，提高计算精度，有利于提高煤矿安全管理效率及水平，在降低由人为因素导致的瓦斯超限等事故隐患的同时避免由于计数不准确造成的劳资纠纷。
一种基于机器视觉煤矿井下数量统计方法

[发明专利]一种直流电法导电锚杆电极及其无线探测使用方法-CN201910750093.2有效
发明人： 宋大钊;邱黎明;薛雅荣;李振雷;苏东方 -专利权人：北京科技大学;中安安全工程研究院
申请日： 2019-08-14 - 公布日： 2021-07-09 - 主分类号： G01V3/26 文献下载
摘要：本发明提供了一种直流电法导电锚杆电极及其无线探测使用方法，涉及地球物理勘探技术领域，该电极结构简单、易于布置，能够节省钻孔、电极布线等等工序，大大提高探测效率和精度；该锚杆电极包括导电杆体和设于其尾部的信号收发模块；所述信号收发模块包括CPU单元、无线收发单元、电压释放单元和电压测试单元；各单元分别与CPU单元连接；所述无线收发单元与电法测试主机无线连接；所述电压释放单元分别与供电电源和导电杆体连接，CPU单元通过控制电压释放单元来控制供电时间；所述电压测试单元与所述铜制夹具连接，用于测量岩壁中的电信号，并将其电压值传送给所述CPU单元。本发明提供的技术方案适用于井下电法勘探的过程中。
一种直流电导电电极及其无线探测使用方法

[发明专利]一种基于微震监测数据的岩爆预测方法及系统-CN202010014449.9有效
发明人：姬冰;谢发;王新沛;何生全;宋大钊 -专利权人：山东大学
申请日： 2020-01-07 - 公布日： 2020-12-11 - 主分类号： G01V1/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于微震监测数据的岩爆预测方法及系统，包括：在待测现场监测微震事件，根据微震监测数据建立微震事件数据集；获取微震能量数据，并标记大能量微震事件；从微震原始波数据中提取基于频域的综合统计特征；从微震能量数据中提取熵和时频域特征；进行特征选择和参数优化；建立分类预测模型，将获得的微震监测数据输入所述模型，获得岩爆危险性判断结果。本发明能够充分利用微震原始波数据和微震能量数据，挖掘微震数据的潜在规律，预测精度高，针对性强。
一种基于监测数据预测方法系统