煤礦巷道是安全生產(chǎn)的咽喉要道，存在長度長、施工地點多、安全事故多發(fā)等特 點。在巷道掘進過程中，巷道前方可能造成安全事故的不良地質體，如陷落柱、富水帶、 瓦斯富集區(qū)等。巷道事故已經(jīng)成為煤礦安全生產(chǎn)最主要的威脅之一，嚴重危害著煤礦 的安全生產(chǎn)。因此提前查明掘進頭前方的地質及流體分布異常情況，可以提前合理規(guī) 劃和針對性治理，可有效減少乃至避免動力災害的發(fā)生。
煤礦巷道隨掘超前探測系統(tǒng)硬件主要包括數(shù)據(jù)智能采集平板、采集主機、高精度 地震檢波器、連接電纜組成。
煤礦巷道隨掘超前探測技術使用了HSP 是水平聲波/地震波剖面法（Horizontal Sonic/Seismic Profiling）的英文縮寫，該技 術遵循惠更斯-菲涅爾原理和費馬原理，前提條件是介質存在差異的波阻抗（密度*縱波速度）。利用溶洞（腔）、軟弱夾層、破碎地層、 斷層、節(jié)理密集帶、富水構造帶等地質體與背景地層存在明顯的波阻抗差異，為預報提供了理論基礎，見圖（a）。 適于 TBM或者掘進機施工煤礦巷道 HSP 法是利用刀盤滾刀破巖產(chǎn)生的震動信號作為探測震源，對前方不良地質體進行空間 成像，實現(xiàn)預測預報。〔該波場傳播速度、質點震動幅度等與介質的組成成分、密度、結構特征等存在密切的相關關系〕。 采用空間陣列式測試布置方法，在接收圍巖震動回波的同時，同步接盾構機身震動噪聲，盾構完全掘進狀態(tài)下，連續(xù)接收震動 信號數(shù)據(jù)量足夠大后（通常連續(xù)接收數(shù)據(jù)時長不少于 9 分鐘），圖 （b）為測試布置示意圖。
實現(xiàn)數(shù)據(jù)快速處理、智能反演成像、異常拾取、成果解釋等后臺控制與成果展示，實現(xiàn)實時地質預報技術，指導TBM掘進，形成的反射成像切片圖、反射異常識別圖、推測不良地質體。
經(jīng)過數(shù)據(jù)處理與反演后，可獲取預報成果圖譜，含圖（a）掌子面前方反射能譜二維切片圖、圖（b）反射能譜三維圖；也可接合多個里程點探測數(shù)據(jù)進行3/9聯(lián)合反演獲取掌子面前方地層縱波速度分布圖，見圖（c）。
綜合探測獲取的直接成果圖譜、掌子面素描、地質先驗信息等資料分析，最終給出預報結論，完成預報工作。
該系統(tǒng)適于煤礦掘進巷道，HSP法是利用掘進機刀盤滾刀剪切煤層、巖（土）時產(chǎn)生的振動信號作為激發(fā)震源的一類彈性波 探測方法，其特點表現(xiàn)在：
1、現(xiàn)場測試便捷，無需破爆或錘激。以TBM刀盤滾刀破巖震動作為激發(fā)震源，測試的便捷性遠勝于主動源地震波預報方法；
2、檢波點布設迎合性強，可布置與巷道輪廓任何位置。采用全空間陣列式布極，檢波點可布設于盾尾面后0～30米范圍巷道輪廓的任一位置，保證檢波點相互間距大于1.5m，記錄好坐標位置即可；
3、無需掘進機/采煤機停機，不影響施工。采用掘進破巖震動作為震源，在掘進機掘進及采煤機采煤過程中進行探測，無需停機；
4、無測前準備工作，現(xiàn)場測試時間短。該方法現(xiàn)場檢波器布設10分鐘左右，測試時間在10～15分鐘，測試時間短；
5、探測對象滿足長距離地震波法探測要求。該HSP法采用的是地震波反射法探測，可用以探測巖溶、軟弱夾層、破碎地層、斷層、節(jié)理密集帶、富水構造帶、孤石、基巖起伏等存在波阻抗差異的不良地質（體），探測有效距離不少于100m。
1、定期維護，保持設備清潔。
2、儀器如果長時間存放，要定期充電，每隔3個月做一次充放電。
3、本機帶定時關機功能，但是為特殊需要可設定為一直保持工作，所以，注意在一次使用完畢后確認儀器已關機，以節(jié)省電池電能。
4、如果儀器出現(xiàn)故障，非專業(yè)人員不得擅自維修。
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