隧道、井巷掘進(jìn)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(jìn)過程中，會(huì)受到多種地質(zhì)因素的影響，其中來(lái)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(duì)安全生產(chǎn)危害巨大，因此必須能夠?qū)ζ溥M(jìn)行超前探測(cè)與預(yù)報(bào)。受坑道掘進(jìn)空間的限制，目前還沒有一種物探方法能對(duì)前方不良地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行長(zhǎng)距離高精度的超前預(yù)報(bào)。相對(duì)來(lái)說，在諸多的物探方法之中地震反射波法對(duì)前方構(gòu)造界面的探測(cè)具有一定的針對(duì)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?jī)r(jià)值。 論文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)

2、上，通過對(duì)坑道條件下反射波傳播原理及其特征進(jìn)行系統(tǒng)研究，結(jié)合數(shù)值模擬和物理模型實(shí)驗(yàn)，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(shí)距曲線規(guī)律。在對(duì)比總結(jié)現(xiàn)有點(diǎn)狀、二維和空間觀測(cè)系統(tǒng)特點(diǎn)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出坑道掘進(jìn)空間的任意炮檢對(duì)反射波觀測(cè)系統(tǒng)布置、野外工作方法及其數(shù)據(jù)處理流程。對(duì)其中二維和任意空間炮檢對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(duì)坑道條件下所獲取的三分量記

3、錄進(jìn)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(cè)區(qū)域縱波和橫波速度模型；并進(jìn)行射線掃描疊加及立體橢球偏移疊加獲得對(duì)坑道掘進(jìn)空間的二維和三維地質(zhì)條件成像結(jié)果?；趲r煤構(gòu)造的識(shí)別特征，利用縱橫波幅值能量、速度、頻率等多個(gè)地震屬性參數(shù)，完成對(duì)坑道前方地質(zhì)條件的解釋與預(yù)報(bào)，形成了一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超前探測(cè)反射波成像預(yù)報(bào)系統(tǒng)(TRIS1.0系統(tǒng))。結(jié)合震源與接收系統(tǒng)的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)坑道前方掘進(jìn)地質(zhì)條件的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)。

4、 論文針對(duì)空間立體數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，基于Visual C++．net語(yǔ)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(diǎn)。隧道及井巷工程實(shí)際探測(cè)應(yīng)用表明，該系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理功能強(qiáng)，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(cè)技術(shù)，即坑道直流電法技術(shù)、瞬變電磁技術(shù)進(jìn)行了實(shí)際對(duì)比實(shí)驗(yàn)，并對(duì)亞洲第一現(xiàn)代化礦井—顧橋煤礦—780南翼軌道大