【技术实现步骤摘要】
本申请涉及裂隙检测领域，尤其涉及一种用于煤岩裂隙发育状态的检测方法及系统。
技术介绍
1、在煤矿井下，对煤岩力学特征、裂隙发育情况监测能够指导煤矿支护设计，对井下煤矿生产安全具有重要意义。现有的裂隙发育监测方法主要包括钻孔取样进行力学试验与岩性分析、物探法等等，其中钻孔取样法能够通过真三轴力学试验获得试样力学特征和裂隙发育情况，但是钻孔取样法探测结果受钻探布点和检测手段限制，一般只能获取钻孔内和附近的煤岩注浆效果，无法通过有限的钻孔获得整个注浆区域的注浆效果信息。物探法通过各种物理场获取注浆区域各种异常区域，但是目前物探法检测精度低，干扰因素多，技术复杂，在煤矿现场目前应用较少。
技术实现思路
1、本申请提供一种用于煤岩裂隙发育状态的检测方法及系统，以至少解决目前物探法检测精度低的技术问题。
2、本申请第一方面实施例提出一种用于煤岩裂隙发育状态的检测方法，所述方法包括：
3、利用超声横波检测装置对待检测煤岩的各个预设点发射超声横波，并接收各个预设点对应的多个超声回波信号；
4、将所述各个预设点对应的多个超声回波信号均进行降噪处理，得到降噪处理后的各个预设点对应的多个超声回波信号；
5、根据预设的电压阈值和所述降噪处理后的各个预设点对应的多个超声回波信号确定所述各个预设点裂隙处对应的多个超声回波信号；
6、根据所述各个预设点裂隙处对应的多个超声回波信号确定所述各个预设点裂隙处的反射率；
7、基于所述各个预设点裂隙
8、优选的，所述超声横波检测装置包括：水平检测传感器和超声探头阵列；
9、所述超声探头阵列贴在所述煤岩壁上，用于发射超声横波及接收多个超声回波信号；
10、所述水平检测传感器，用于检测超声探头阵列的水平倾角；
11、所述超声探头阵列由q行w列的多个超声探测装置构成，其中，所述超声探测装置包括：超声探头、弹簧和压力传感器；
12、所述压力传感器，用于检测超声探头对应的压力。
13、进一步的，所述利用超声横波检测装置对待检测煤岩的各个预设点发射超声横波，并接收各个预设点对应的多个超声回波信号，包括：
14、利用所述超声探头阵列中第一行第一列的超声探头依次向各个预设点发射超声横波，所述超声探头阵列中除所述发射超声横波的超声探头之外的超声探头接收超声回波信号。
15、进一步的，所述将所述各个预设点对应的多个超声回波信号均进行降噪处理，得到降噪处理后的各个预设点对应的多个超声回波信号，包括：
16、利用经验模态分解算法对所述各个预设点对应的多个超声回波信号均进行降噪处理，得到所述各个预设点对应的降噪处理后的多个超声回波信号。
17、进一步的，所述根据预设的电压阈值和所述降噪处理后的各个预设点对应的多个超声回波信号确定所述各个预设点裂隙处对应的多个超声回波信号，包括：
18、分别将所述降噪处理后的各个预设点对应的多个超声回波信号与所述预设的电压阈值进行比较，筛选出各个预设点的大于等于所述预设的电压阈值的各所述超声回波信号；
19、将所述各个预设点的大于等于所述预设的电压阈值的各所述超声回波信号作为所述各个预设点裂隙处对应的多个超声回波信号。
20、进一步的，所述根据所述各个预设点裂隙处对应的多个超声回波信号确定所述各个预设点裂隙处的反射率，包括：
21、基于所述各个预设点裂隙处对应的多个超声回波信号确定所述各个预设点裂隙处的初始电压总和；
22、对所述各个预设点裂隙处的初始电压总和进行修正，得到所述各个预设点裂隙处修正后的电压总和；
23、根据所述各个预设点裂隙处修正后的电压总和确定所述各个预设点裂隙处的反射率。
24、进一步的，所述各个预设点裂隙处的初始电压总和的计算式如下：
25、
26、式中，v′p,sum为预设点p裂隙处的初始电压总和，v′p,a,b为向预设点p发射超声横波后超声探头阵列中第a行第b列的超声探头接收到的超声回波信号，a为超声探头阵列的总行数，b为超声探头阵列的总列数；
27、所述各个预设点裂隙处的反射率的计算式如下：
28、
29、式中，fp为预设点p裂隙处的反射率，v″p,sum,max为预设点p裂隙处修正后的电压总和。
30、优选的，所述基于所述各个预设点裂隙处的反射率确定所述煤岩的裂隙发育状态，包括：
31、根据所述各个预设点裂隙处的反射率构建三维扫描图；
32、基于所述三维扫描图确定所述煤岩的裂隙发育状态。
33、本申请第二方面实施例提出一种用于煤岩裂隙发育状态的检测系统，包括：
34、发射与接收模块，用于利用超声横波检测装置对待检测煤岩的各个预设点发射超声横波，并接收各个预设点对应的多个超声回波信号；
35、降噪模块，用于将所述各个预设点对应的多个超声回波信号均进行降噪处理，得到降噪处理后的各个预设点对应的多个超声回波信号；
36、第一确定模块，用于根据预设的电压阈值和所述降噪处理后的各个预设点对应的多个超声回波信号确定所述各个预设点裂隙处对应的多个超声回波信号；
37、第二确定模块，用于根据所述各个预设点裂隙处对应的多个超声回波信号确定所述各个预设点裂隙处的反射率；
38、第三确定模块，用于基于所述各个预设点裂隙处的反射率确定所述煤岩的裂隙发育状态。
39、优选的，所述超声横波检测装置包括：水平检测传感器和超声探头阵列；
40、所述超声探头阵列贴在所述煤岩壁上，用于发射超声横波及接收多个超声回波信号；
41、所述水平检测传感器，用于检测超声探头阵列的水平倾角；
42、所述超声探头阵列由q行w列的多个超声探测装置构成，其中，所述超声探测装置包括：超声探头、弹簧和压力传感器；
43、所述压力传感器，用于检测超声探头对应的压力。
44、本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
45、本申请提出了一种用于煤岩裂隙发育状态的检测方法及系统，所述方法包括：利用超声横波检测装置对待检测煤岩的各个预设点发射超声横波，并接收各个预设点对应的多个超声回波信号；将所述各个预设点对应的多个超声回波信号均进行降噪处理，得到降噪处理后的各个预设点对应的多个超声回波信号；根据预设的电压阈值和所述降噪处理后的各个预设点对应的多个超声回波信号确定所述各个预设点裂隙处对应的多个超声回波信号；根据所述各个预设点裂隙处对应的多个超声回波信号确定所述各个预设点裂隙处的反射率；基于所述各个预设点裂隙处的反射率确定所述煤岩的裂隙发育状态。本申请提出的技术方案，能够检测到毫米级别的裂隙，提高了检测精度。
46、本申请附加的方面以及优点将在下面的描述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于煤岩裂隙发育状态的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述超声横波检测装置包括：水平检测传感器和超声探头阵列；
3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述利用超声横波检测装置对待检测煤岩的各个预设点发射超声横波，并接收各个预设点对应的多个超声回波信号，包括：
4.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述将所述各个预设点对应的多个超声回波信号均进行降噪处理，得到降噪处理后的各个预设点对应的多个超声回波信号，包括：
5.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述根据预设的电压阈值和所述降噪处理后的各个预设点对应的多个超声回波信号确定所述各个预设点裂隙处对应的多个超声回波信号，包括：
6.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述各个预设点裂隙处对应的多个超声回波信号确定所述各个预设点裂隙处的反射率，包括：
7.如权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述各个预设点裂隙处的初始电压总和的计算式如下：
8.如权利要求1所述的检
9.一种用于煤岩裂隙发育状态的检测系统，其特征在于，所述系统包括：
10.如权利要求9所述的检测系统，其特征在于，所述超声横波检测装置包括：水平检测传感器和超声探头阵列；
...【技术特征摘要】
1.一种用于煤岩裂隙发育状态的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述超声横波检测装置包括：水平检测传感器和超声探头阵列；
3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述利用超声横波检测装置对待检测煤岩的各个预设点发射超声横波，并接收各个预设点对应的多个超声回波信号，包括：
4.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述将所述各个预设点对应的多个超声回波信号均进行降噪处理，得到降噪处理后的各个预设点对应的多个超声回波信号，包括：
5.如权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述根据预设的电压阈值和所述降噪处理后的各个预设点对应的多个超声...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱凯雄，姜鹏飞，王子越，陈志良，张辉，罗超，刘畅，韦尧中，李帅，
申请(专利权)人：中煤科工开采研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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