隧道、井巷掘進空間的反射波成像系統(tǒng)研究.pdf

1、在隧道及井巷工程掘進過程中，會受到多種地質(zhì)因素的影響，其中來自前方的不良地質(zhì)構(gòu)造，如斷層、破碎帶、采空區(qū)、富含水帶等對安全生產(chǎn)危害巨大，因此必須能夠?qū)ζ溥M行超前探測與預(yù)報。受坑道掘進空間的限制，目前還沒有一種物探方法能對前方不良地質(zhì)構(gòu)造進行長距離高精度的超前預(yù)報。相對來說，在諸多的物探方法之中地震反射波法對前方構(gòu)造界面的探測具有一定的針對性，因此積極開展坑道超前反射波成像技術(shù)開發(fā)具有重要的研究價值。 論文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)

2、上，通過對坑道條件下反射波傳播原理及其特征進行系統(tǒng)研究，結(jié)合數(shù)值模擬和物理模型實驗，分析了坑道條件下，特別是煤層巷道條件下不同界面反射波特征及其時距曲線規(guī)律。在對比總結(jié)現(xiàn)有點狀、二維和空間觀測系統(tǒng)特點基礎(chǔ)上，進一步提出坑道掘進空間的任意炮檢對反射波觀測系統(tǒng)布置、野外工作方法及其數(shù)據(jù)處理流程。對其中二維和任意空間炮檢對數(shù)據(jù)進行分別處理，通過利用F—K和τ—p域聯(lián)合視速度濾波提取坑道前方界面反射波組；采用極化濾波對坑道條件下所獲取的三分量記

3、錄進行縱橫波分離；提出基于速度掃描與繞射偏移速度校正相結(jié)合的方法，建立探測區(qū)域縱波和橫波速度模型；并進行射線掃描疊加及立體橢球偏移疊加獲得對坑道掘進空間的二維和三維地質(zhì)條件成像結(jié)果。基于巖煤構(gòu)造的識別特征，利用縱橫波幅值能量、速度、頻率等多個地震屬性參數(shù)，完成對坑道前方地質(zhì)條件的解釋與預(yù)報，形成了一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的超前探測反射波成像預(yù)報系統(tǒng)(TRIS1.0系統(tǒng))。結(jié)合震源與接收系統(tǒng)的改進，實現(xiàn)對坑道前方掘進地質(zhì)條件的動態(tài)監(jiān)測與預(yù)報。

4、 論文針對空間立體數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，基于Visual C++．net語言，開發(fā)完成了TRIS1.0數(shù)據(jù)處理軟件。該軟件除了具有豐富的坑道反射波數(shù)據(jù)預(yù)處理、核心處理及成像功能外，還具有界面友好，操作交互方便等特點。隧道及井巷工程實際探測應(yīng)用表明，該系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理功能強，具有較好的穩(wěn)定性和適用性。 論文還結(jié)合其他坑道超前探測技術(shù)，即坑道直流電法技術(shù)、瞬變電磁技術(shù)進行了實際對比實驗，并對亞洲第一現(xiàn)代化礦井—顧橋煤礦—780南翼軌道大