采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (4): 960-975.
李良晖1,2,3,4，王雨兵1,3,4，彭苏萍2，王家臣1,2,3,4，杨胜利1,2,3,4，许献磊2，胡泽岩1,3,4，陈定特1,3,4，代胜豪1,3,4
摘要： 煤岩识别是实现智能化综放开采的关键环节，针对放煤过程中放煤口附近高粉尘、低照度及煤岩颜色相近等复杂环境下煤岩识别困难的问题，本文提出了一种基于探地雷达的煤岩分界面随放动态追踪方法。采用时域有限差分方法构建了6种理想几何体和6种典型形状煤岩块体数值模型，结合形态学基因定点诱变技术与三维Wadell圆度表征方法，研究了块体形状、入射方向及电磁波波长对电磁传播特性的影响规律。进一步建立了DEM-FDTD三维堆积模型，分析了块体形状对煤岩分界面探测结果的作用机制。结果表明：在米氏散射区域内，非球形块体与等体积球体在时域、频域及散射特征上存在显著差异，且块体几何各向异性越强，电磁响应对入射方向越敏感。随着电磁波波长增大，块体形状效应逐渐减弱，当波长为0.3 m时，各形状块体与球体的波形互相关系数均达到0.9以上，不同形状块体的临界波长与等效直径呈近似线性关系。在散体煤岩三维堆积模型探测中，块体形状通过改变堆积模型的堆积密度进而导致分界面回波时间差异，影响煤岩分界面距离探测精度，最大相对误差达24.765%。
中图分类号:
