為探測掘進巷道前方地質構造,研制一套礦井分布式地震超前探測系統(tǒng)。系統(tǒng)基于地震波反射理論,通過檢波器分布式接收或震源分布式激發(fā)確定地質異常體的位置。為了進一步提高煤礦采掘過程中構造的預測預報精度,采用分布式觀測系統(tǒng)和孔中膠囊檢波器進行數據采集以提高設備的靈敏度,通過負視速度原理排除側幫和后方地質異常體的干擾,利用繞射共偏移算法優(yōu)化數據反演成果。經過大量試驗驗證和歸納總結,該系統(tǒng)采用人工錘擊震源可有效探測出前方70m范圍內的地質異常信息,采用人工炸藥激發(fā)震源可有效探測出前方150～200 m范圍內的地質異常信息。研究結果表明,礦井分布式地震超前探測系統(tǒng)通過從硬件到軟件優(yōu)化,可實現采掘過程中對地質構造的探測精度,并提高探測效率。 

【文章來源】：煤田地質與勘探. 2020,48(02)北大核心CSCD

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

圖１礦井分布式地震超前探示意圖??Ｆｉｇ．ｌ?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ?ｓｅｒｓｍｉｎｃ?ａｄｖａｍｃｅ??ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ（ＤＳＡＤ）??不同波的視速度記為：??（１）??ｈ?￣Ｋｉ??＝ｘｍ?￣ｘｕｙ??ｆｎ??（２）??

距離的連接和增減。??ｅ．震源激發(fā)器為了多用途探測，設計有短路??觸發(fā)和感應觸發(fā)。短路觸發(fā)主要用于錘擊系統(tǒng)，在??銅錘的一端裝有較髙靈敏度的短路觸發(fā)器，在捶擊??瞬間觸發(fā)主機采集數據；感應觸發(fā)主要用于炸藥震??源，當電流通過觸發(fā)器時激發(fā)主機采集數據。??２．２軟件系統(tǒng)??軟件系統(tǒng)主要包括采集軟件和反演軟件，采集??軟件主要安裝在主機中，用于控制采集系統(tǒng)，具備??控制、瀏覽、存儲、檢測功能；反演軟件主要安裝??在室內的電腦中，用于后期數據處理、校正、分析??和成圖。整體框架如圖４所示。??軟件雜??圖４礦用分布式地震軟件系統(tǒng)框架圖??Ｆｉｇ．４?Ｍｉｎｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ?ｓｅｉｓｍｉｃ?ｓｏｆｔｗａｒｅ?ｓｙｓｔｅｍ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ??ｄｉａｇｒａｍ??采集軟件中的控制功能具有識別采集站功能，??通過在控制菜單中輸入采集站的識別碼，顯示各采??集站運行情況，同時控制采集過程中數據的激發(fā)和??慧件??接收；檢測功能是用來檢測分布式系統(tǒng)的電量、噪??聲、連接狀態(tài)等信息；瀏覽功能主要用于現場已采??集數據的查看和檢查；存儲功能主要是保存數據，??具備一次采集多盤自動保存。反演軟件中數據處理??主要是將原始數據進行簡單編輯、篩癬坐標構建；??數據校正主要是對延遲時間、道間、道內差別的校??正；數據分析是系統(tǒng)核心，為了區(qū)分不同方向、不??同特征的異常，主要運用震波反演的波場分離、能??量均衡、速度分析等算法，采用負視速度理論結合??觀測系統(tǒng)掃描出前方的地質異常區(qū)域；數據成圖主??要通過繞射共偏移反演算法顯示出異常的位置，調??用了強大Ｓｕｒｆｅｒ成圖軟件，將分析的異常區(qū)域用圖??形顯不出來。?

？?２３２?？??煤田地質與勘探??第４８卷??某次試驗采用檢波器前置觀測系統(tǒng)，檢波器和??激發(fā)點同時布置在巷道右?guī)�，采用炸藥震源。為�??減少現場施工時間，設計炸藥激發(fā)點２個，如圖６ａ??所示，炮間距２０?ｍ，第１激發(fā)點Ｓ１距Ｇ８檢波器??２０?ｍ；檢波器設計８個，為Ｇ１—Ｇ８，道間距１＿５?ｍ。??觀測系統(tǒng)坐標以掘進工作面中點為原點，巷道掘井??方向為Ｘ軸正方向，垂直Ｚ軸的巷道左側幫為ｒ軸??檢波器??〇２??ｉ＼ｒ??Ｇ，??Ｖ??７??掘進方向???？??右?guī)?＇??９ｍ?掘進工作而??（ａ）?ＤＳＡＤ觀測系統(tǒng)示意圖??道號??１２３４５６７８９?１０??（ｂ）原始地震數據記錄??道號??１?２３４５６７８９?１０??２０??１４０??１６０??１８０??（ｃ）濾波后地震數據記錄??ｖ?；?能Ｍ強度??ｉｉｉｎｉＨｉ??＿２〇〇?１０?２０?３ｅ?ｎ６０?７０?８０?９ｅ?１００?墜龍??揉４??ｍ?〇??捉一４??豸一８??－１２??－１６??１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０??橫向距離／ｍ??（ｄ）?ＤＳＡＤ反演成果??圖５?ＤＳＡＤ空巷探測分析??Ｆｉｇ．５?Ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ＤＳＡＤ?ｆｏｒ?ｅｍｐｔｙ?ｌａｎｅ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ??正方向，默認煤層為一水平面。采集的原始信號如??圖６ｂ所示，有效波信號３６０?ｍｓ，在１２０?ｍｓ前高頻??信號干擾較強。??通過對直達波初至時間分析，確定煤層傳播速??度為２?ｍ／ｍｓ，作為后期成果分析的值；再通過震波??疊加偏移分析和反射界面識別分析，生成反演結果，??如圖６ｃ所示，不同

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3521765