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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 煤岩界面识别技术与滚筒自动调高系统发展现状3

1.3 中国煤矿煤、岩中自然γ射线分布特征及自然γ射线煤岩分界方法在中国煤矿中的适用性11

1.3.1 煤、岩中放射性元素的分布特征11

1.3.2 自然γ射线煤岩界面识别方法在中国煤矿的适用性12

1.4 本书主要讨论的问题15

第2章 岩石中自然γ射线特性分析18

2.1 γ射线与物质的基本相互作用18

2.1.1 γ射线的基本特征18

2.1.2 γ射线与物质的作用18

2.1.3 物质对γ射线的吸收作用分析23

2.2 γ射线通过物质时谱成分的变化25

2.2.1 γ射线的仪器谱25

2.2.2 单能量γ射线束通过物质时谱成分的变化27

2.2.3 复杂γ射线通过物质时谱成分的变化30

2.3 煤矿顶、底板岩石γ能谱特征31

第3章 自然γ射线穿透煤层衰减规律的研究34

3.1 岩石中γ射线穿透煤层的辐射规律34

3.1.1 岩石中γ射线穿透煤层的辐射公式推导34

3.1.2 几种特殊情况的讨论37

3.2 存在液压支架顶梁时岩石中自然γ射线穿过煤皮辐射规律的推导41

3.3 各种参数对岩石中自然γ射线辐射强度影响讨论45

3.3.1 辐射角度对自然γ射线辐射强度的影响45

3.3.2 岩层(放射源)厚度对自然γ射线辐射强度的影响46

3.3.3 液压支架顶梁对岩石中自然γ射线辐射强度的影响研究48

第4章 自然γ射线测量误差及及精度的分析51

4.1 自然γ射线测量的统计误差51

4.1.1 自然γ射线测量的统计分布51

4.1.2 自然γ射线测量误差的分布规律52

4.1.3 连续放射性测量的误差判断54

4.1.4 提高自然γ射线放射性测量精度的方法56

4.2 测量统计误差分析实例58

4.2.1 最高测量精度的确定58

4.2.2 由给定测量精度确定最低放射强度58

第5章 微机γ射线顶煤厚度监测仪的构造及其研制60

5.1 顶煤厚度监测仪的结构确定60

5.2 闪烁晶体探测器的结构63

5.2.1 构成及工作原理63

5.2.2 探测器稳定性分析66

5.3 γ射线能谱仪的改造67

5.3.1 γ射线能谱仪改造67

5.3.2 改造后仪器的指标69

5.4 基于 MCS—51单片机的顶煤厚度监测仪的研制70

5.4.1 基于 MCS—51单片机的顶煤厚度监测仪硬件的研制70

5.4.2 顶煤厚度监测仪的软件设计72

5.4.3 顶煤厚度监测仪使用操作说明78

5.5 微机顶煤厚度监测仪在采煤机摇臂自动调高中的应用82

5.5.1 微机顶煤厚度监测仪在采煤机上的布置位置82

5.5.2 由顶煤厚度监测仪组成的采煤机摇臂调高系统82

5.6 顶煤厚度测量仪自动稳谱电路84

5.6.1 自动稳谱电路的工作原理84

5.6.2 自动稳谱中应解决的几个问题85

5.6.3 参考源的选取85

第6章 实验研究87

6.1 引言87

6.2 地面实验88

6.2.1 放射源(放射性岩石)与衰减介质的选取88

6.2.2 实验结果及讨论90

6.3 井下采煤工作面实验110

6.3.1 概述110

6.3.2 汾西水峪煤矿试验结果111

6.3.3 曲阜单家村煤矿试验结果121

6.3.4 新汶良庄煤矿试验结果124

6.3.5 开滦唐山煤矿试验结果126

6.3.6 四个矿实验结果分析129

6.4 自然γ射线衰减曲线的拟合及预报误差分析133

6.4.1 方程拟合理论133

6.4.2 衰减方程回归实例135

6.4.3 预报误差分析137

第7章 结论139

参考文献143